Фамилия Вавильчев — редкий пример отчества второго порядка. Её основа — мужское крестильное имя Вавила. Если обычная фамилия вроде Вавилов прямо отвечает на вопрос «чей сын?» (сын Вавилы), то Вавильчев на один шаг сложнее: это «сын Вавилича, внук Вавилы». Модель на -чев здесь присоединяется к отчеству Вавилич, которое само образовано от имени Вавила с помощью патронимического суффикса -ич. Такая цепочка характерна для северных и центральных областей России, где в XVI–XVII веках отчества на -ич были знаком уважения, а их производные фамилии закреплялись за потомками.

Имя Вавила в переводе с арамейского означает «ворота Бога» или «житель Вавилона». В святцах оно связано с фигурой Святого великомученика Вавилы, епископа Антиохийского, который почитается как ревностный последователь христианства. Однако в народной среде имя не получило широкого распространения — в отличие от имён Иван или Пётр, Вавила оставалось редким, что делает всю фамильную группу (Вавилов, Вавилин, Вавильчев) немногочисленной.

Главное отличие Вавильчева от однокоренных фамилий — именно в суффиксе. Вавилов — прямая отчество от имени, Вавилин — от формы Вавила через притяжательное прилагательное на -ин. А Вавильчев стоит особняком: он сохраняет промежуточное отчество Вавилич, которое в бытовой речи редуцировалось до Вавильч, откуда и пошёл суффикс -ев. Эта деталь указывает, что предок носителя фамилии был не просто Вавилой, а, вероятно, человеком заметным — в среде, где отчество на -ич давали не всем, а только уважаемым членам общины.