Фамилия Косачева образована от прозвища Косач. В его основе лежит слово «коса». Чаще всего так называли косаря — человека, который косит траву или хлеба, либо мастера, изготавливающего и затачивающего косы. Менее вероятно, что прозвище Косач давали косоглазому человеку: эта версия уступает «профессиональной» по распространённости в русской ономастике.

Есть и другая версия, связанная с миром природы. Косач — народное название самца тетерева, птицы с характерным лирообразным хвостом и «косицами» на крыльях. В дохристианской традиции родители могли дать ребёнку мирское имя Косач, чтобы природа приняла его как своего и передала ему полезные качества — красоту, силу, плодовитость. Позже от этого имени и возникла фамилия.

Фамилия Косачева — женская форма; мужская — Косачев. По модели образования она относится к самым распространённым русским фамилиям: суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на шипящий (Косач). В быту встречается и вариант Косачёва с ударением на последний слог, что связано с живым произношением.

Прозвище Косач дало начало не только этой фамилии. Однокоренные фамилии — Косарев, Косариков, Косаренко — тоже ведут родословную от косаря, но по другой словообразовательной модели. А вот Косачев и Косачева стоят особняком, потому что их основа — не столько ремесло, сколько яркое прозвище, которое могло закрепиться и за птицей, и за человеком с косой.