Фамилия Мартынчев — яркий пример того, как простое каноническое имя обрастает региональными и словообразовательными особенностями. В её основе лежит крестильное имя Мартын — народная форма имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», «воинственный»). Но ключевая деталь, которая выделяет эту фамилию среди множества «Мартыновых» и «Мартыненко», — это суффикс -чев.

Модель образования здесь нестандартная. Обычно фамилии на -ов/-ев образуются от полных форм имён или прозвищ (Мартын → Мартынов). Суффикс -чев же характерен для отчеств, произведённых от имён на -ка или -ко (Иванка → Иванчев, Тимошка → Тимошев). В случае с Мартынчевым исходной формой, скорее всего, была уменьшительная Мартынка или Мартынко. То есть фамилия буквально означает «сын Мартынки» — не самого Мартына, а человека, которого в быту звали уменьшительно. Это указывает на демократичную, крестьянскую или посадскую среду происхождения: в дворянской среде такие «полуотчества» встречались реже.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским землям, а также к бывшим казачьим областям. Формант -чев в сочетании с именем Мартын особенно характерен для Курской, Воронежской, Ростовской областей. В переписных книгах XVII века можно встретить упоминания Мартынко — это не редкое имя для крестьян и стрельцов. Таким образом, предок носителя фамилии Мартынчев был, вероятно, простым человеком, которого в документах записывали через уменьшительную форму, и это закрепилось как родовое прозвище.

Стоит отметить, что фамилия не получила массового распространения, в отличие от «Мартынова». Это говорит о том, что она могла возникнуть в относительно замкнутой локальной группе — например, в одном селе или слободе, где жило несколько Мартынов, и для точной идентификации одного из них использовали именно форму Мартынчев.

В написании фамилии возможна путаница с похожей фамилией Мартынченко (украинский вариант с суффиксом -енко), но Мартынчев — это именно русская или обрусевшая форма, закрепившаяся в великорусских говорах.