Фамилия Колмычкова образована от прозвища Колмычек. В основе прозвища — слово «калмык». В тюркских языках «калмак» означает «оставшиеся», и так называли народ, который отделился от основной группы и ушёл на новые земли. Но прозвище Колмычек могли дать не только человеку калмыцкого происхождения. На Руси так нередко называли и славянина, который чем-то напоминал представителя этой степной народности: смуглой кожей, раскосыми глазами, манерой одеваться или даже просто за то, что бывал в калмыцких землях.

При разборе фамилии обращает на себя внимание суффикс «-ек» в основе. В русских прозвищах он придаёт уменьшительно-ласкательный оттенок: Колмычек — это не просто «калмык», а скорее «калмычонок», «маленький калмык». Такая форма могла закрепиться за младшим членом семьи или за человеком невысокого роста с характерной внешностью. Фамилия образована по стандартной патронимической модели: к прозвищу добавили суффикс «-ов», и получилось Колмычков, а женская форма — Колмычкова.

Интересно, что в старых документах встречаются и другие однокоренные фамилии — Калмыков, Колмыков, Калмычков. Разница в написании с «а» или «о» объясняется живым произношением: в говорах «калмык» часто звучало как «колмык». Поэтому Колмычкова — не ошибка писаря, а точная запись того, как прозвище произносили в конкретной местности. Скорее всего, фамилия закрепилась в южнорусских или поволжских регионах, где контакты с калмыками были особенно тесными.

К какому сословию принадлежали первые носители фамилии, сказать сложно. Прозвище Колмычек могли дать и крестьянину, и служилому человеку, и казаку. В документах XVII–XVIII веков нередко упоминаются «калмыки» среди донских и яицких казаков — не по крови, а по прозвищу. Так что предки Колмычковых могли быть как простыми землепашцами, так и вольными степными жителями.