Фамилия Размачёв образована от прозвища Размач. В её основе лежит глагол «размахивать» или существительное «размах». Чаще всего так называли человека с широким, размашистым шагом или того, кто при ходьбе сильно размахивал руками. В переносном смысле прозвище могло закрепиться за человеком широкой души, склонным к размашистым, щедрым поступкам, а то и за драчуном, который любил размахивать кулаками.

Словообразовательная модель здесь проста и типична для русских фамилий: суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный (в данном случае на «ч»). Это указывает на то, что фамилия сложилась не позже XVII–XVIII веков, когда подобный патронимический суффикс уже стал стандартным для большинства крестьянских и мещанских фамилий центральной России.

Встречается фамилия Размачёв преимущественно в северных и центральных областях — Архангельской, Вологодской, Костромской. В этих краях слово «размах» и производные от него бытовали в речи особенно активно, обозначая не только физическое движение, но и удаль, молодечество. Вероятно, предки носителей фамилии были людьми заметными, деятельными — плотниками, охотниками или просто крестьянами, получившими прозвище за бойкий нрав.

Стоит отличать Размачёва от фамилии Размахов — она образована от той же основы, но с другим суффиксом (-ов) и могла возникнуть независимо в другом регионе. Если Размахов чаще встречается на юге и востоке России, то Размачёв — явно северный вариант, где мягкое произношение конечного согласного было нормой.