Фамилия Метеличев образована от прозвища или нецерковного имени Метелик. В основе лежит диалектное слово «метелик» — так в некоторых русских говорах называли мотылька, бабочку. Прозвище могли дать человеку суетливому, легкомысленному или, наоборот, тому, кто постоянно мельтешит перед глазами. Связь с природным явлением «метель» тоже возможна, но менее вероятна: прилагательное от «метель» дало бы форму Метельный, а Метелик — уменьшительно-ласкательное образование с иным значением.

Суффикс -ев указывает на патронимическую модель: Метеличев буквально значит «сын Метелика». Такие фамилии на -ев типичны для центральной России, особенно для территорий бывшего Московского государства. Встречаются и однокоренные варианты: Метелицын, Метелкин, Метелев — все они восходят к тому же корню, но с разными уменьшительными суффиксами.

География фамилии достаточно широкая, но с заметным тяготением к северным и северо-восточным регионам: Вологодская, Архангельская, Кировская области, а также Урал. В переписных книгах XVII века можно найти крестьян с прозвищем Метелик в волостях Важского уезда. Это подтверждает, что фамилия возникла в среде черносошного крестьянства, а не в дворянских родах.

В написании фамилии возможны колебания: реже встречается форма Метеличёв с ударением на последний слог, но исторически и нормативно ударение падает на второй слог — Мете́личев. Разница не меняет смысла, но может указывать на разную региональную традицию произношения.