Фамилия Колмачева — женская форма от фамилии Колмачев, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Колмач. Основа фамилии — слово «колмак» или «калмак», что в старых русских говорах означало «небольшой мешок, сумка, кошель» (от тюркского «капмак» — мешок, кисет). В переносном смысле Колмаком могли прозвать запасливого, хозяйственного человека, который носил с собой кошель, либо, напротив, того, кого дразнили за скупость — «колмак» в некоторых диалектах имело ироничный оттенок «мошна, скупец».

Однако есть и вторая, менее очевидная версия. В рязанских и тамбовских говорах «колмак» — это разновидность калача или кренделя, хлебное изделие особой формы. В таком случае прозвище Колмач мог получить пекарь или торговец выпечкой. Эта версия менее распространена в ономастике, но географически привязана к черноземным областям, где фамилия встречается чаще.

Фамилия образована по продуктивной модели с суффиксом -ев, который присоединялся к основам на мягкий согласный или шипящий: Колмач → Колмачев. Суффикс -ев, в отличие от -ов, указывает на то, что исходное прозвище оканчивалось на «ч». Форма Колмачева — притяжательное прилагательное в женском роде (жена или дочь Колмача).

С точки зрения сословного происхождения фамилия Колмачев — недворянская. Встречается она в основном в крестьянской и мещанской среде, что типично для фамилий, образованных от бытовых прозвищ. В документах XVIII–XIX веков носители фамилии фиксируются в Тамбовской, Рязанской и Воронежской губерниях — то есть в зоне, где активно бытовало слово «колмак» в значении «мешок» или «калач».

Сравнение с однокоренными фамилиями (Колмаков, Колмачевский) показывает, что Колмачев — более редкий вариант. Если Колмаков образован от основы «колмак» напрямую с суффиксом -ов, то Колмачев через форму на «ч» (Колмач) говорит о более тесной, личной связи прозвища с конкретным человеком. То есть Колмачев — буквально «сын Колмача», что подчеркивает прозвищное, а не топонимическое происхождение.