Фамилия Лохмачев (встречается также написание Лохмачёв) образована от прозвища Лохмач. В его основе лежит прилагательное «лохматый» — непричесанный, с растрепанными волосами. Человека с густой и пышной шевелюрой в народе называли «космачом» или «нечесом». Однако у прозвища есть и вторая сторона: слово «лохма» в южных и западных диалектах означало «клочья, лоскутья, тряпье, ветошь». Поэтому Лохмачом могли прозвать и бедняка, который ходил в рубище, в ветхой изорванной одежде. Таким образом, фамилия указывает либо на внешние особенности предка, либо на его социальное положение.

Словообразовательная модель проста: к основе Лохмач добавили патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). Фамилия Лохмачев — типичный пример «прозвищной» фамилии, где родовое имя закрепилось за потомками без изменений.

Стоит различать Лохмачева и однокоренную фамилию Лохматов: вторая образована от прилагательного «лохматый» напрямую, а первая — от прозвища на -ач, которое было более характерно для северных и центральных говоров. Встречаемость фамилии невысока, она относится к числу редких, но географически привязана к областям, где активно бытовала диалектная лексика: Рязанская, Тамбовская, Нижегородская губернии.