Фамилия Пыхтачек — редкий пример фамилии, образованной не от существительного, а от глагольной основы с уменьшительно-ласкательным суффиксом. В основе лежит глагол «пыхтеть» — издавать отрывистые звуки, тяжело дышать, сопеть. Человек, которого прозвали Пыхтачком, скорее всего, отличался шумным дыханием, суетливостью или, в переносном смысле, был ворчливым и недовольным — «пыхтел» по любому поводу. Суффикс -ек придаёт прозвищу оттенок скорее бытовой, чем уничижительный: Пыхтачком могли назвать ребёнка или невысокого полного человека.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Большинство русских фамилий на -ов/-ев или -ин образованы от полных прозвищ (Пыхтач → Пыхтачев). Форма Пыхтачек — это либо застывшее прозвище в именительном падеже, которое так и не получило патронимического суффикса (характерно для украинских и белорусских фамилий), либо, что вероятнее, исходное прозвище было именно Пыхтачок, а под влиянием аканья или местного говора превратилось в Пыхтачек. В любом случае, фамилия фиксирует не род занятий, а яркую внешнюю или поведенческую черту.

В ономастическом контексте фамилия Пыхтачек стоит в одном ряду с более частыми Пыхтиным, Пыховым, Пыхтеевым. Однако именно форма с суффиксом -ек встречается редко и в основном на западе России — в Брянской, Смоленской областях, а также на востоке Беларуси. Там же бытует и диалектный глагол «пыхтать» в значении «работать с напряжением, пыхтя», что могло дать прозвище старательному, но медлительному работнику.

Дворянского происхождения у фамилии нет: она явно крестьянская или мещанская. В дореволюционных метрических книгах носители Пыхтачек встречаются преимущественно среди государственных крестьян и однодворцев южных уездов. После революции фамилия не получила широкого распространения и осталась локальной. Известных носителей, вошедших в энциклопедии или справочники, не зафиксировано — это чисто народная, бытовая фамилия, сохранившая звучание живого прозвища.