Фамилия Омельченков — классический пример русской фамилии, образованной по патронимической модели, но с двойным суффиксом. Это сразу указывает на её сравнительно позднее оформление и крестьянское происхождение.

В основе фамилии лежит имя Омелько — просторечная, украинская форма канонического имени Емельян (от греческого «аймилиос» — ласковый, приветливый). Модель образования проста: от имени Омелько образовали отчество Омельченко («сын Омельки»), а затем, когда носитель такой фамилии переселился в великорусские земли, к ней добавили типичный русский суффикс -ов. Так появился Омельченков — по сути, «внук Омельки». Двойной суффикс — верный признак того, что фамилия закрепилась не на Украине, а в русской среде, куда её принесли выходцы с юга.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским областям, граничащим с Украиной: Курская, Белгородская, Воронежская, Ростовская области, а также Краснодарский край. Именно здесь в XVII–XVIII веках шла активная миграция украинского крестьянства, и фамилии на -ченков стали обычным делом. В центральной России, где преобладали формы на -ов и -ин, Омельченковы встречаются реже.

Интересно, что фамилия сохранила старую орфографию: ударение в ней падает на второй слог (Омéльченков), что совпадает с ударением в исходном имени Омéлько. Встречающийся изредка вариант Омельченкóв — вторичный, под влиянием моды на ударные окончания.

Сословно Омельченковы — почти поголовно крестьяне и однодворцы (потомки служилых людей, охранявших южные границы). Дворянских родов с такой фамилией нет. В дореволюционных метриках эта фамилия — верный признак того, что предки были государственными или помещичьими крестьянами, а не казаками (у казаков преобладали фамилии на -ко без наращения).

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Омельченков стоит в одном ряду с Емельяновым (от полной формы имени), Емельченковым (от Емелька) и Омельченко (без русификации). Разница лишь в том, на каком этапе закрепилась фамилия и в какой языковой среде.