Фамилия Васильчев образована от имени Василий через суффикс -ев, но с характерным добавлением -ч-. Это отличает её от привычных Васильев или Васильков. Суффикс -ч- в русских фамилиях часто указывает на принадлежность к чему-то или на уменьшительно-ласкательную форму: Васильч — это «маленький Василий» или «сын Василия», а -ев добавляет значение «чей?». Таким образом, Васильчев буквально означает «сын Васильча», то есть потомок человека, которого в быту звали уменьшительным именем Васильч.

В ономастике такая модель встречается реже, чем прямое отчество от полного имени. Фамилии на -чев (как Васильчев, Ивашчев, Мишчев) обычно возникали в среде, где в ходу были краткие и ласкательные формы церковных имён. Если Васильев — это официальное отчество, то Васильчев — более народный, обиходный вариант, указывающий на близкое окружение или на то, что предок был младшим в семье или имел невысокий социальный статус.

Географически фамилия встречается в основном в центральных и южных регионах России, особенно в Тульской, Рязанской и Воронежской областях. В этих местах в XVII–XIX веках была распространена традиция образовывать фамилии через -ч- от кратких форм крестильных имён. Встречается она и в украинских говорах, где суффикс -ч- также активен, но там фамилия могла бы звучать как Васильченко.

По сословному составу носители фамилии Васильчев — это преимущественно крестьяне и мещане. В дворянских родословных книгах эта фамилия почти не фиксируется, что подтверждает её народное происхождение. Предок, носивший имя Васильч, скорее всего, был простым человеком, и его потомки унаследовали эту форму как фамилию уже после отмены крепостного права, когда фамилии стали закрепляться за целыми родами.

В написании фамилии иногда встречается путаница: Васильчев и Васильчёв. В современном русском языке ударение обычно падает на второй слог: Васи́льчев, хотя в диалектах возможно и на последний. Буква «ё» в фамилиях часто терялась при записи в документах, поэтому написание через «е» — норма, а не ошибка.