Фамилия Колочевская — женская форма от Колочевский, и её разумнее всего разбирать именно через мужской вариант, потому что в русской традиции фамилии на -ский/-цкий образовывались от географических названий. Скорее всего, предок носителя фамилии был выходцем из населённого пункта Колочево, Колочи или Колочевка. Такие топонимы встречаются в западных и центральных областях России, например, в Смоленской или Калужской губерниях — там нередки названия, связанные с реками и урочищами.

Основа «Колоч-» восходит либо к слову «колоть» (в значении «раскалывать, рассекать»), либо к диалектному «колоча» — так в некоторых говорах называли мутную воду, болотистую местность или глинистую почву. Если принять вторую версию, то Колочевский — это человек, живший «на колоче», то есть на топком, нечистом месте. Первая версия ведёт к прозвищу Колоч — так могли назвать колкого, резкого человека или того, кто занимался колкой дров, льда, камня.

Суффикс -евск- указывает на древнюю модель образования: сначала возникло название села или деревни (Колочево), затем от него — фамилия помещика или служилого человека, которому это село принадлежало. В XVIII–XIX веках фамилии на -ский закрепились за духовенством и дворянством, но позже распространились и среди крестьян, особенно после реформы 1861 года, когда многим давали фамилии по месту рождения.

В написании Колочевская стоит обратить внимание на букву «о» в корне: можно ошибочно написать «Каличевская» или «Колочивская», но исторически верное — через «о» и «е». Редкость фамилии говорит о том, что род, скорее всего, был локальным, не размножившимся по всей стране. Сейчас носительницы этой фамилии встречаются в основном в центральной России и в украинском Полесье, куда могли переехать в ходе переселений XIX века.