Фамилия Гримачева — довольно редкая, и её разбор требует внимания к суффиксальной части, а не только к корню. В глаза бросается суффикс «-ев», который указывает на отчество или принадлежность: Гримачева — это «дочь» или «жена Гримача». Основа фамилии — прозвище Гримач. В русских говорах слово «гримач» или «гримака» фиксировалось в значении «тот, кто гримасничает, кривляется, строит рожи». Так могли прозвать человека с подвижной мимикой, шута или насмешника, либо, наоборот, того, кто имел привычку хмуриться и морщить лицо. В отличие от литературного «гримаса», народная форма «гримач» встречается в диалектах северо-запада и центра России, что даёт географическую привязку: фамилия могла возникнуть в Новгородской, Псковской или Тверской землях, где такие прозвища бытовали активно.

Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий: прозвище на «-ач» (Гримач) плюс притяжательный суффикс «-ев». Суффикс «-ач» в прозвищах часто указывал на деятеля или носителя яркого признака (ср. Бородач, Усач, Кричач). Таким образом, фамилия Гримачева — не от имени, а от прозвища, описывающего внешнюю манеру поведения. В отличие от фамилий на «-ин» (от основ на «-а»), вариант на «-ев» здесь закономерен, так как основа «Гримач» твёрдая, шипящая.

Важно не путать эту фамилию с однокоренной Гримашев (от Гримаш) или Гримаков (от Гримак). Вариант Гримачева — более архаичный, с полным суффиксом деятеля. Если обратиться к источникам, то в «Ономастиконе» С. Б. Веселовского есть упоминание прозвища Гримач в XVI веке, что подтверждает древность основы. В современных справочниках фамилия встречается спорадически, без ярко выраженного сословного окраса: прозвище могли дать как крестьянину, так и посадскому человеку. Никаких мифических «греков» или «гримас» в значении «маска» здесь нет — корень чисто русский, диалектный.