Фамилия Оленьчева — женская форма фамилии Оленьчев. Её основа, «Олень», сразу бросается в глаза, но не спешите видеть в ней прямую связь с благородным животным. В русских фамилиях прозвища от названий зверей встречаются часто (Волков, Зайцев, Медведев), но здесь корень может быть иным, неочевидным.

Самый вероятный путь образования — от уменьшительной формы крестильного имени. В святцах есть имя Александр, которое в народной речи давало множество производных: Саша, Саня, Шура, а также Олександра. От него путём сокращения и добавления ласкательного суффикса могло возникнуть имя Оленька. Это не путать с современным уменьшительным от Ольга — «Оленька» в старину бытовало как самостоятельная форма именно от Александр (ср. с украинским Олесь). От имени Оленька и образовалась фамилия Оленьчев через патронимический суффикс -ев: сын Оленьки — Оленьчев.

Вторая версия, менее распространённая, но возможная — от прозвища Олень, данного человеку за быстроту, стройность или пугливость. Однако прозвища напрямую от названия животного редко давали суффикс -ев: обычно фамилии типа Оленев, Оленин. Суффикс -чев характерен именно для имён на -ка, -ко (Оленька → Оленьчев, как Ивашка → Ивашчев, Ерёмка → Ерёмчев).

Географически фамилия Оленьчев (и Оленьчева) встречается преимущественно в центральных областях России, реже — на Урале. В дореволюционных списках она не относилась к дворянским — скорее всего, её носили крестьяне или мещане, получившие фамилию по имени деда или отца. Сейчас это довольно редкая фамилия, что делает её носителей носителями уникального следа в истории русской антропонимии.