Фамилия Патоличева — женская форма, мужская — Патоличев. Она образована по стандартной русской модели с суффиксом -ев, который присоединялся к основам на мягкий согласный или шипящий. В данном случае основа — Патолич, а суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Патоличев, то есть потомок человека по имени или прозвищу Патолич.

Корень фамилии — «патол» или «патоль». Это нецерковное имя или прозвище, которое бытовало в русских говорах. В словаре В. Даля «патола» — это «потолока, потолок», но в переносном смысле слово могло означать «верх, верхушка» или, наоборот, «нечто нависающее, тяжелое». Однако более вероятна связь с диалектным «патлить» — «пачкать, марать, делать небрежно». Отсюда «патоля» — неряха, грязнуля. Прозвище Патоля мог получить человек неопрятный или, напротив, иронично — за чрезмерную чистоплотность (такое в народе тоже бывало).

Суффикс -ич в основе (Патолич) — отчество второго порядка, указывающее на сына Патоли. В XVI–XVII веках такие формы на -ич были распространены в северных и центральных регионах России, особенно среди крестьян и посадских людей. То есть полная цепочка: прозвище Патоля → отчество Патолич (сын Патоли) → фамилия Патоличев (внук или потомок Патоли).

Фамилия редкая, встречается в основном в центральных областях России, особенно в старых переписях Рязанской и Тамбовской губерний. Она не имеет отношения к распространённым фамилиям с корнем «пат» (как Патрушев или Патрикеев) — это самостоятельная ветвь, образованная от местного прозвища.

О сословной принадлежности носителей судить сложно: в метрических книгах XIX века Патоличевы чаще записаны как крестьяне или мещане. Дворянских родов с такой фамилией не известно.