Фамилия Николаевичев — редкий и морфологически примечательный случай в русской ономастике. Если фамилии Николаев, Николаевский и Николаевич встречаются повсеместно, то форма с суффиксом -ев- на конце — Николаевичев — стоит особняком. Она образована не напрямую от имени Николай, а от отчества Николаевич. К основе «Николаевич» добавили притяжательный суффикс -ев, который в русских фамилиях обычно отвечает на вопрос «чей?». Получилась конструкция, означающая «сын Николаевича», то есть внук Николая. Такая трёхступенчатая модель (дед — отец — внук) в фамилиях встречается нечасто и обычно указывает на позднее оформление или на то, что предка знали именно по отчеству, а не по имени.

Вероятнее всего, фамилия сложилась в среде, где было принято точное указание на родство по мужской линии — например, среди казачества или в крестьянских общинах Севера и Урала, где патронимы нередко становились фамилиями уже в XIX веке. Человека, которого в быту звали Николаевичем (по отцу Николаю), его собственные дети могли записать как «Николаевичевы» — то есть принадлежащие Николаевичу. Форма на -ичев, а не на -ич, дополнительно закрепляет значение «сын такого-то»: ср. Кузьмичев (сын Кузьмича), Алексеичев.

С точки зрения сословного происхождения фамилия не аристократическая — дворянские роды в России обычно оформлялись на -ов/-ев без двойного суффикса. Скорее всего, Николаевичевы — это потомки государственных крестьян, однодворцев или мещан. Географически фамилия тяготеет к центральным и южнорусским областям, где отчество в роли фамилии было нормой, но конкретная форма «Николаевичев» встречается редко и преимущественно в единичных записях. В словарях Б. Унбегауна и В. Никонова эта фамилия не выделяется как типовая, что подтверждает её локальный и относительно поздний характер.