Фамилия Комельчик — редкий пример украинско-белорусской модели, где прозвище превратилось в фамилию через уменьшительно-ласкательный суффикс -чик. В отличие от массовых фамилий на -ов/-ев или -ин, которые указывали на отца (чей сын), этот суффикс в восточнославянских фамилиях часто закреплял за человеком его малый рост, возраст или ироничное отношение к его занятию. То есть Комельчик — это буквально «маленький комель» или «сын Комеля».

Корень комел- отсылает к слову «комель» — утолщённая нижняя часть ствола дерева, пень, а также грубая, толстая палка. В говорах это слово имело и переносные значения: так могли назвать неуклюжего, коренастого человека, а в некоторых регионах — ленивого или упрямого. Прозвище Комель давали либо плотнику, работавшему с корневой частью дерева, либо человеку с крепкой, приземистой фигурой. Суффикс -чик здесь — не профессиональный (как у извозчика или переплётчика), а именно уменьшительный: он превращает грубоватое прозвище в фамилию, которая могла закрепиться за младшим членом семьи или за человеком, которого в шутку называли «маленьким комлем».

Географически фамилия тяготеет к западнорусским землям: Гродненская, Волынская, Подольская губернии, а также юг Беларуси. В польском ономастиконе встречается схожая фамилия Komel, от которой через типичный польский суффикс -czyk (Komelczyk) могла возникнуть и русская форма Комельчик в результате адаптации на стыке культур. Однако написание через -чик выдает именно восточнославянскую, а не польскую огласовку.

Словообразовательная модель проста: основа комел- + суффикс -чик. Ударение, скорее всего, падает на первый слог — Ко́мельчик, хотя в некоторых семьях под влиянием украинского произношения могут говорить Комельчи́к. Фамилия однозначно недворянская: она не вписана в родословные книги, а бытовала среди крестьян и мещан. Встречается она редко — носителей по России, по данным открытых телефонных справочников, не более пары сотен человек.

Если искать аналоги, то Комельчик стоит в одном ряду с фамилиями Кочевых, Пеньков, Бревнов — все они образованы от названий частей дерева, но с разными суффиксами. Комельчик выделяется именно уменьшительной формой, которая смягчает исходную грубость прозвища и делает фамилию более «домашней».