Фамилия Маркелычева образована от крестильного имени Маркел — разговорной формы церковного имени Маркелл. Происхождение имени двойственное: с латыни его переводят как «воинственный», «посвященный Марсу» (римскому богу войны), но есть и версия, что корень — «marcellus», то есть «молот». Оба значения вполне могли повлиять на характер прозвища, которое дали родоначальнику.

В основе фамилии лежит не полное, а именно обиходное имя Маркел — так на Руси часто упрощали длинные церковные имена. Небесным покровителем считается мученик Маркелл Маккавей, один из семи ветхозаветных братьев, казненных за верность закону Моисея во времена гонений Антиоха Эпифана. Православная церковь чтит его память 14 августа.

Фамилия Маркелычева — редкий пример отчества второго порядка. Модель такая: сначала от имени Маркел образовали отчество Маркелыч, а затем от него — фамилию Маркелычев, то есть «сын Маркелыча, внук Маркела». Суффикс -ычев указывает на принадлежность к конкретному роду и характерен для северных и центральных областей России. Социальный статус предка, судя по полной форме отчества, мог быть достаточно высоким: в крестьянской среде такие «двойные» отчества встречались реже, чем у служилых людей или духовенства.