Фамилия Вавильченков — относительно редкая, и её разбор требует внимания к суффиксальной цепочке. Она образована по модели, типичной для восточнославянских фамилий: основа + суффикс -енк(о) + патронимический суффикс -ов. То есть перед нами не просто «сын Вавила», а «внук Вавильченка» или «сын человека по прозвищу Вавильченко». Двойной суффикс указывает на более позднее оформление фамилии, возможно, в среде, где украинская или белорусская модель на -енко (уменьшительно-патронимическая) была переоформлена по великорусскому образцу на -ов при фиксации фамилии в документах.

В основе лежит имя Вавила — это народная, разговорная форма канонического имени Вавила (от греческого Βαβύλας, возможно, связанного с Вавилоном). В святцах имя встречается, но было редким. В русских говорах имя Вавила могло закрепиться и как прозвище — например, так называли человека с необычным, «вавилонским» поведением или внешностью, но чаще это простое крестильное имя, данное по святцам. От него образованы фамилии Вавилов, Вавилин, Вавильев — Вавильченков стоит в этом ряду особняком благодаря уменьшительному суффиксу -к- (Вавилька, затем Вавильченко).

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и западнорусским областям, где суффикс -енко был распространён (Брянщина, Смоленщина, Курская, Орловская губернии), а также к Украине. В переписях XIX века Вавильченковы встречаются в основном среди крестьян и мещан. Дворянских родов с такой фамилией нет — она осталась в низовых сословиях, что типично для «полуотчеств» на -енков.

Ошибочно связывать фамилию с «вавилонами» (кругами на воде) или с растением «вавилон» — это народная этимология, не имеющая отношения к реальному происхождению. Единственный надёжный корень — личное имя Вавила, а суффиксальная конструкция указывает на то, что предок носителя фамилии был либо Вавилой, либо сыном Вавилы, но уже в третьем поколении фамилия закрепилась за потомками «Вавильченка».