Фамилия Колыченков образована по патронимической модели: от имени или прозвища предка с помощью русского суффикса -енков, который характерен для южнорусских и украинских земель. Суффикс -енков указывает на «сына» или «потомка» человека, носившего исходное прозвище Колыч или Колыченко. В основе, по всей вероятности, лежит тюркское прозвище Кылыч — в переводе «меч, сабля». Такие прозвища относились к профессиональным именованиям: предок Колыченковых мог быть оружейником или воином, для которого сабля была инструментом службы. В пользу этой версии говорит и то, что фамилия Колычев, однокоренная с Колыченковым, фиксируется в русской истории с XIV века.

Есть и вторая версия: исходное прозвище Колыч могло восходить к тюркским словам, означающим «нищий, проситель» или «солдат в патруле». Оба значения — из разных сфер жизни, но оба объяснимы для кочевой или пограничной среды, где тюркские заимствования были обычны. Историк С. Б. Веселовский упоминает Колыча Фёдора Александровича Елкина-Кобылина, жившего в конце XIV века; от него пошли дворяне Колычевы. Это доказывает, что прозвище Колыч бытовало в среде служилых людей и дало начало нескольким фамилиям.

Колыченков — более редкая ветвь этого гнезда: не на -ов, а на -енков. Такая форма указывает на восточноукраинское или южнорусское происхождение (территории современной Белгородской, Курской, Воронежской областей). В этих краях прозвище Колыч могло закрепиться за крестьянином или казаком, а его потомки уже стали Колыченковыми. Таким образом, фамилия несёт двойной след: тюркскую основу, связанную с военным делом или социальным статусом, и русский суффикс, привязавший её к определённому региону.