Фамилия Мурмачёв — редкий случай, когда географическое название легло в основу прозвища, а затем и фамилии, но с неожиданным поворотом. Корень здесь — «мурман». В древнерусском языке так называли норманнов, то есть скандинавов, а затем и вообще северные земли: Мурманом именовали побережье Баренцева моря и Кольский полуостров. Однако напрямую «Мурмачёв» — не «сын норманна». Скорее всего, прозвище Мурмач получил человек, который побывал на Мурмане, торговал с северными народами или вернулся оттуда с особенностями в поведении или одежде. Суффикс -ач в русских прозвищах типичен для характеристики по действию или месту (ср. Ткач, Скрипач, Литвин — Литвинач), так что Мурмач — это «тот, кто имеет отношение к Мурману».

Фамилия образована по стандартной модели на -ев, которая присоединяется к основам на мягкий согласный или шипящий. Форма Мурмачёв, а не Мурмачов, указывает на то, что в основе лежало прозвище Мурмач (с мягким ч), а не Мурмак. Встречается и вариант Мурмачев (без ё), но написание через ё исторически точнее передаёт ударение и произношение.

Интересно, что фамилия почти не встречается в центральных и южных областях России. Её география — Русский Север, Архангельская область, Карелия, возможно, Вологодчина. Это не случайно: именно оттуда люди ходили «на Мурман» за рыбой и зверем. В поморской среде прозвище Мурмач могло закрепиться за бывалым мореходом или купцом, ходившим к норвежским берегам. В отличие от фамилий Мурманцев или Мурманский, которые тоже образованы от того же корня, Мурмачёв — более личная, прозвищная форма, подчёркивающая не просто связь с местом, а конкретный жизненный опыт предка.

В дореволюционных источниках фамилия не была распространена широко и не относилась к дворянским родам. Скорее всего, это крестьянская или мещанская фамилия северных губерний, где прозвище передалось детям и внукам без изменений.