Фамилия Косычев образована от прозвища Косыч. В основе — не коса как сельскохозяйственное орудие, а уменьшительная форма от слова «косой». В старину «косым» называли человека с разрезом глаз, прищурившегося от близорукости или просто хитроватого, недоверчивого. Суффикс -ыч в прозвище указывает на отчество по отцу: Косыч — сын Косого. А фамильный суффикс -ев присоединился к основе, оканчивающейся на шипящий, по правилам русской орфографии.

Модель образования здесь редкая и показательная. Фамилия построена не напрямую от прилагательного «косой» (как Косов или Косин), а через промежуточную патронимическую форму на -ыч. Такие фамилии типичны для северных и центральных регионов России, где отчества на -ыч бытовали как самостоятельные прозвища. Косычев буквально значит «внук Косыча» или «сын Косыча».

Встречается и версия, что Косыч — прозвище мастера, точившего косы, или человека с кривой осанкой. Но ономасты считают основное значение более вероятным: прозвища по внешним признакам давали чаще, чем по ремеслу. К тому же форма на -ыч для ремесленных прозвищ нехарактерна.

Географически фамилия Косычев распространена в Вологодской, Кировской, Архангельской областях — на территории бывших новгородских земель. Там сохранилась архаичная модель образования фамилий через отчество на -ич/-ыч, что подтверждает её северное происхождение. В южных и западных регионах России эта фамилия встречается реже.

Однокоренные фамилии — Косов, Косин, Косарев, Косых. Но Косычев стоит особняком: в ней застыла не просто основа, а целая словообразовательная цепочка, которая показывает, как в русском языке XV–XVII веков отчество превращалось в родовое имя.