Фамилия Граматчикова — редкий пример того, как женская форма фамилии сохранила прямую связь с мужским прозвищем, а не с именем отца. В основе лежит прозвище Граматчик, которое в старину давали человеку, умеющему читать и писать. Слово «грамотчик» в русских говорах имело два значения: грамотный человек и частное письмо, записка. Вероятнее всего, прозвище получил тот, кто за плату или по доброй воле составлял для односельчан прошения, деловые бумаги и письма. В крестьянской среде, где грамотность была редкостью, такой человек занимал особое положение — его уважали, к его мнению прислушивались.

Суффикс -чик в основе фамилии указывает на носителя действия: грамотчик — тот, кто «грамотит», то есть пишет или читает. Это словообразовательная модель, типичная для названий профессий (например, извозчик, переплётчик). Модель образования самой фамилии — через суффикс -ов- — стандартная для русских фамилий: от прозвища на -чик образовали отчество (чей? — Граматчиков сын), которое затем закрепилось как фамилия. Окончание -а указывает на женскую линию: такую форму в официальных документах XIX — начала XX века часто записывали за женщинами или детьми, если главой семьи была вдова.

Фамилия географически привязана к северным и центральным губерниям России, где в XIX веке были распространены диалектные формы с «а» вместо «о» в корне: «граматка» вместо «грамотка». Встречается также вариант Грамотчиков — он ближе к литературной норме. Редкость фамилии объясняется тем, что само прозвище не было массовым: грамотных крестьян вплоть до конца XIX века насчитывались единицы на деревню, поэтому и фамилии, образованные от этого корня, встречаются нечасто.