Фамилия Моличев — редкий случай, когда суффикс подсказывает географию точнее, чем корень. Она образована с помощью патронимического суффикса -ев, который в русских фамилиях закрепляется за основами на мягкий согласный или «ц». Здесь финаль «ч» как раз даёт -ев, а не -ов. Такая модель типична для центральных и северных русских говоров, но не для юга.

Корень «Молич-» восходит к личному имени или прозвищу Молич. Самое прямое объяснение — это разговорная форма от крестильного имени Молисент или Молий, но оба имени в святцах редки и почти не встречались в крестьянской среде. Куда вероятнее, что Молич — это прозвище от глагола «молить» или «молиться». В старину так могли назвать набожного человека, богомольца, а может быть, и того, кто постоянно просил, канючил — в говорах слово «молич» фиксировалось в значении «попрошайка» или «нищий».

Есть и версия, связывающая фамилию с диалектным «молич» — вид рыбы (мелкий голец или подкаменщик). В этом случае прозвище мог получить рыбак или человек с прозрачным намёком на внешность: мелкий, юркий, скользкий. Такие прозвища по названиям рыб и животных на Руси давали без обидного подтекста, скорее как примету.

Фамилия Моличев почти не встречается за пределами России, а внутри страны её ареал узок. По данным современных телефонных справочников и баз, носители сосредоточены в Вологодской и Кировской областях, а также в Пермском крае. Это соответствует зоне бытования суффикса -ев и архаичных прозвищ на -ич, которые в центральных регионах вытеснялись формами на -иц или -к.

В дореволюционных источниках фамилия не упоминается среди дворянских или купеческих родов. Моличевы — почти наверняка потомки государственных или помещичьих крестьян, а возможно, и однодворцев. Фамилия не получила широкого распространения, поэтому её носители, скорее всего, восходят к одному общему предку — тому самому Моличу из северной деревни.