Фамилия Пичулёва — женская форма фамилии Пичулёв, и чтобы понять её происхождение, нужно разобраться с мужским вариантом. В основе лежит прозвище Пичуля. В русских говорах «пичуля» или «пичуга» — это уменьшительно-ласкательное название маленькой птицы, птахи. Так могли прозвать невысокого, хрупкого человека, либо того, кто отличался подвижностью, говорливостью или лёгким, «чирикающим» нравом.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: суффикс -ёв (фонетический вариант -ев после шипящего, под ударением) указывает на принадлежность. Пичулёв — буквально «сын Пичули» или «из рода Пичули». Ударение на последнем слоге — Пичулёв — характерно для фамилий, образованных от прозвищ с уменьшительным суффиксом -ул- под ударением (сравните: Бобулёв, Козулёв). В отличие от фамилии Пичугин, где корень тот же, но суффикс другой (-ин), Пичулёв встречается реже и имеет более выраженный диалектный оттенок.

Ареал бытования фамилии — в основном центральные и северные области России, особенно Вологодская, Архангельская, Кировская области и Урал. В этих краях слово «пичуля» было в ходу у крестьян, и фамилия могла закрепиться за человеком безотносительно его ремесла — скорее по внешности или характеру. Писцовые книги XVII века фиксируют в Вологодском уезде крестьян с прозвищем Пичуля, от которых впоследствии и пошли Пичулёвы.

В написании возможна путаница с фамилией Пичулев (без ударения на ё). Если в документах стоит буква «е», а не «ё», это не меняет происхождения: в советских паспортах «ё» часто заменяли на «е» из-за технических ограничений. Но в исконном варианте ударение именно на последний слог, что подтверждается и живым произношением в регионах бытования. Знаменитых носителей фамилии в истории немного — это фамилия скорее народная, крестьянская, без дворянских корней, что не умаляет её ценности как маркера конкретной местной традиции.