Фамилия Михалчев образована от имени или прозвища с помощью патронимического суффикса -ев. В основе лежит имя Михал, которое в русской народной традиции является разговорной формой канонического имени Михаил. Особенность здесь в том, что суффикс -ов/-ев в фамилиях обычно указывает на принадлежность («чей?» — сын Михала), но в данном случае мы видим нестандартную огласовку: вместо ожидаемого Михалёв (с «ё» под ударением) закрепился вариант Михалчев. Это говорит о том, что фамилия формировалась в говорах, где «ё» переходило в «е» или где ударение смещалось на корень.

Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный (в данном случае — «л»). Сама фамилия Михалчев — не самая распространённая, и её география бытования узкая. Скорее всего, она возникла в южнорусских или западнорусских регионах, где были сильны традиции прозвищных форм на -ч-, вроде Михалч, Михальч. Такие прозвища могли давать человеку по отцу (Михал) с уменьшительным или уничижительным оттенком, а затем фамилия закрепилась уже в форме притяжательного прилагательного.

В ономастических работах, например, у Б. Унбегауна, подобные фамилии на -чев рассматриваются как вариант от основ с конечным -ч: если исходное прозвище звучало как Михалч, то притяжательная форма давала Михалчев. То есть предок носителя фамилии мог быть сыном или потомком человека по прозвищу Михалч (уменьшительное от Михал). Подобная модель характерна для фамилий, образованных от производных имён с суффиксами -ч- и -к-, которые в разговорной речи часто чередовались.

Интересно, что фамилия Михалчев не имеет отношения к болгарской фамилии Михалчев, где суффикс -ев указывает на болгарское происхождение (в болгарском языке патронимический суффикс -ев также распространён, но там он часто присоединяется к основам на мягкий согласный). В русском контексте фамилия Михалчев — редкий пример, сохранивший архаичную форму прозвища, которая не перешла в более привычное Михалёв. Если искать аналоги, можно вспомнить фамилии вроде Михальчев или Михалёв — все они восходят к одному корню, но Михалчев стоит особняком из-за сохранения звука «ч» в основе, что указывает на конкретную локальную традицию имяобразования.