Фамилия Малыченкова — женская форма от Малыченков, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Малыш, Малец, Малой. В основе лежит корень «мал-», указывающий на невысокий рост, молодость или младший возраст в семье. Такие прозвища в крестьянской среде давали не только по физическому признаку, но и как ласковое именование младшего сына — отсюда и смысл: «сын Малыша» или «потомок Малого».

Модель фамилии нестандартна: двойной суффикс «-енк-ов». Сначала к основе «Мал-» добавили украинский или южнорусский патронимический суффикс «-енк(о)», который обозначал «маленький» или «сын» (Малыченко — «сын Малыша»). Затем, при переходе в великорусскую традицию, фамилию «русифицировали» суффиксом «-ов», чтобы вписать в общерусскую модель склонения. Получилась гибридная форма: Малыченко → Малыченков. Это типично для фамилий, возникших на границе украинских и русских земель — в Курской, Воронежской, Белгородской губерниях, где смешивались две ономастические традиции.

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог — Малы́ченкова, хотя в бытовой речи встречается вариант с ударением на «е». Встречаемость фамилии невысокая, она сосредоточена в центре России и в Поволжье, куда переселялись крестьяне из южных регионов в XIX веке. Сословно предки Малыченковых были, как правило, государственными или помещичьими крестьянами, реже — однодворцами (особая категория юга России, сочетавшая черты крестьян и мелких землевладельцев).

Однокоренные фамилии — Малышев, Малеев, Мальцев, Малых — имеют ту же основу, но другие суффиксы. Малыченков стоит особняком из-за редкого «наложения» суффиксов, которое выдаёт миграционный путь семьи: украинское прозвище «Малыченко» обрусело уже в документах, когда носитель перешёл в великорусскую среду.