Фамилия Попечителев — редкий случай, когда прозвище или должность, лёгшие в основу, почти не стёрлись временем, а сохранили прямую смысловую связь с современным языком. В основе лежит слово «попечитель» — тот, кто заботится, опекает, берёт на себя ответственность за кого-то или что-то. В дореволюционной России это было и официальное звание: попечителями называли членов попечительских советов при учебных заведениях, больницах, богадельнях. Человек, получивший такое прозвище, мог быть либо назначенным на эту должность, либо просто слыл в окружении заботливым и рачительным хозяином, «попечителем» для своей семьи или общины.

Суффикс -ев указывает на типичную русскую патронимическую модель: Попечителев — буквально «сын Попечителя». Фамилия образована не от имени, а от названия должности или прозвища, что для русского ономастикона XVII–XIX веков обычное дело. Интересно, что в отличие от более массовых фамилий вроде Попов или Старостин, Попечителев встречается значительно реже — возможно, потому что сама должность попечителя была менее распространена, чем церковные или мирские звания.

С географией у фамилии нет жёсткой привязки к одному региону, но по данным современных телефонных справочников и баз адресов, основная масса носителей сосредоточена в Центральной России, на Урале и в Сибири. Это косвенно говорит о том, что фамилия могла возникнуть в разных местах независимо: в каждом уезде был свой попечитель, и его дети получали прозвание по отцу. Встречаются варианты написания с одной «л» — Попечителев, что связано с просторечной или канцелярской путаницей, но исходная форма с двумя «л» (от слова «попечитель») этимологически верна.

В дворянских родословных книгах фамилия не зафиксирована: скорее всего, предки Попечителевых были выходцами из мещан, купцов или духовного сословия, где должность попечителя была почётной, но не наследственной. Сравните с однокоренными фамилиями Печёнкин, Печников — там корень «печь», а здесь иная семантика, что делает Попечителева редким примером «говорящей» фамилии, где значение прозвища не угасло и сейчас.