Фамилия Пантелеичева — женская форма фамилии Пантелеичев, а та, в свою очередь, образована от мужского личного имени Пантелеичей. Это отчество второго порядка, то есть «внучий» вариант: сначала Пантелеичем называли сына Пантелея, а потом уже «Пантелеичев» закрепилось за его потомками.

В основе лежит каноническое имя Пантелеимон (греч. «всемилостивый»), которое в народной русской традиции сократилось до Пантелей или Пантелеймон, а затем дало ряд уменьшительных форм: Пантелеич, Пантелеха, Пантюха. Суффикс «-еич-» в исходном отчестве встречается реже, чем привычные «-ов» или «-ин», — он характерен для северных и северо-восточных говоров, где отчества на «-ич» и «-еич» дольше сохранялись в быту. Поэтому Пантелеичев — фамилия с отчётливой региональной окраской: скорее всего, она возникла в Архангельской, Вологодской или Вятской губернии, где такие модели были нормой.

В документах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне Пантелеичевы из Тотемского уезда и посадские люди из Великого Устюга. Сословно фамилия почти наверняка крестьянская или мещанская — дворянские роды с таким окончанием не фиксируются. Интересно, что ударение в фамилии плавающее: в северных говорах чаще говорят Пантелéичев, а в среднерусских — Пантелеи́чев, хотя исходное отчество всегда было с ударением на «е».

Если сравнивать с однокоренными, то Пантелеичев стоит особняком от массовых Пантелеевых и Пантелеймоновых. Он указывает на более тесную связь с отцом, которого в деревне звали не полным именем, а именно Пантелеичем — по отчеству, как было принято в уважительном обращении к старшему мужчине. Таким образом, предок носительницы фамилии был не просто сыном Пантелея, а внуком человека, которого все знали как Пантелеича.