Фамилия Колычева — один из примеров того, как тюркское прозвище легло в основу русского родового имени. Исторически она восходит к мужской форме Колычев, а та, в свою очередь, к прозвищу Колыч. Самая распространённая версия связывает это прозвище с тюркским словом «кылыч» — «меч, сабля». В таком случае прозвище было профессиональным: родоначальник Колычевых мог быть оружейником, кузнецом-сабельником или воином, чьё оружие стало его отличительной чертой.

Существует и альтернативное объяснение. По другой версии, исходное прозвище Колыч образовано от тюркских корней со значением «нищий, проситель» либо «солдат в патруле». Оба варианта возможны, но версия с «мечом» выглядит убедительнее: оружие чаще становилось прозвищем, чем патрульная служба, и оставило больше следов в древнерусской антропонимии.

В исторических источниках фамилия зафиксирована рано. С. Б. Веселовский в своих трудах по ономастике упоминает Колыча Фёдора Александровича Елкина-Кобылина, жившего в конце XIV века. Именно от него, по данным исследователя, пошёл род Колычевых. Эта ранняя датировка — конец XIV столетия — говорит о том, что фамилия сформировалась ещё в допетровской Руси и принадлежала служилому сословию.

Фамилия образована по типичной восточнославянской модели: к основе «Колыч» добавился суффикс принадлежности -ев, указывающий на потомка («чей?» — Колычев). Окончание -а в форме Колычева — это грамматический показатель женского рода или принадлежности к роду в родительном падеже, но в быту фамилия чаще всего склоняется как прилагательное.

Таким образом, предки современных Колычевых, скорее всего, имели отношение к оружейному делу или военному ремеслу, а сама фамилия закрепилась в русской среде не позднее XIV века, пройдя путь от тюркского прозвища до устойчивого родового имени.