Фамилия Толичев — редкий случай, когда основа не лежит на поверхности. На первый взгляд, корень «Тол-» может показаться связанным с толщиной или тучностью, но суффикс -ич- указывает на другую природу. В русских фамилиях этот суффикс чаще всего встречается в отчествах на -ич (Ильич, Никитич), которые застыли в форме фамилий у сербов, хорватов и в южнорусских регионах. Однако Толичев — это не отчество, а притяжательное прилагательное, образованное от прозвища или имени Толич.

Самая вероятная версия: Толичев происходит от уменьшительной формы имени Анатолий — Толя. В народной речи имя Анатолий давало множество производных: Толя, Толька, Толенька, а также Толич. Суффикс -ич здесь не столько отчество (как у болгар или сербов), сколько ласкательно-фамильярное окончание, характерное для разговорной речи XIX века. Например, в документах встречались формы «Толич» как прозвище человека по имени Толя. От этого прозвища и возникла фамилия Толичев: «чей?» — Толичев, то есть сын или потомок Толича.

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным словом «толич» — так в некоторых говорах называли человека небольшого роста или щуплого телосложения. В этом случае прозвище носило описательный характер, а фамилия закрепилась по тому же принципу: «Толичев» — потомок того, кого прозвали Толичем.

География фамилии неширокая. Толичевы встречаются преимущественно в центральной России и Поволжье, реже — на Урале. Это говорит о том, что фамилия формировалась в среде крестьян и мещан, без привязки к дворянским родам. В дворянских гербовниках она не значится.

Особенность написания — суффикс -ев, а не -ов. Это объясняется тем, что основа «Толич» заканчивается на шипящий «ч», после которого в русском языке исторически пишется -ев, а не -ов (ср. Ключев, Горячев, а не Ключов, Горячов). Так что Толичев — пример строгого следования фонетическому правилу, а не каприза писаря.