Фамилия Колычевы — один из тех случаев, когда за русским на слух окончанием стоит не славянское, а тюркское прозвище. В основе лежит тюркское слово «колыч» или «кылыч» — «сабля, меч». Так могли прозвать воина, мастера-оружейника или человека с острым, решительным характером. По сути, фамилия стоит в одном ряду с известными русскими родами, ведущими начало от тюркских прозвищ: Тургенев — от «турген» (быстрый, скорый), Аксаков — от «аксак» (хромой), Булгаков — от «булгак» (беспокойный). Колычев — от «кылыч» (сабля). Эта модель образования — тюркское прозвище плюс русский патронимический суффикс -ев — типична для старомосковской знати XVI–XVII веков.

Фамилия принадлежит к древнему боярскому роду Колычевых, который, по родословным преданиям, ведет начало от выехавшего из Золотой Орды знатного татарина. Самый известный носитель — митрополит Филипп (в миру Фёдор Степанович Колычев), вступивший в открытый конфликт с Иваном Грозным. В разговорной речи и в быту фамилия часто склоняется как Колычёвы — с ударным «ё», что отражает старомосковское произношение и чередование «о/ё» в корне. Однако в официальных документах и у самих носителей закрепилось написание через «о» — Колычевы.

Словообразовательная модель проста: прозвище Колыч (сабля) + суффикс принадлежности -ев. Это означает «сын Колыча», то есть потомок человека с таким прозвищем. Споров о происхождении корня почти нет: тюркская версия считается основной и подтверждается как историческими документами, так и параллелями с другими фамилиями той же модели. Славянские гипотезы, выводящие фамилию от слова «колоть» или «колышек», не выдерживают критики — они не объясняют ни древнего боярского статуса рода, ни устойчивой записи в разрядных книгах.

Географически фамилия исторически привязана к центральным уездам России — Московскому, Тверскому, Новгородскому, где служили вотчины Колычевых. В более позднее время, после отмены местничества и реформ Петра I, фамилия распространилась шире, но сохранила заметную концентрацию в Центральной России и Поволжье.