Фамилия Вичурина — женская форма, а её основа, мужская фамилия Вичурин, образована по простой и распространённой модели: от прозвища или имени Вичура с помощью патронимического суффикса -ин. Суффикс -ин в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей?» — «Вичурин», то есть сын или потомок Вичуры.

Ключ к происхождению — в основе Вичура. Это древнерусское нецерковное имя или прозвище, которое бытовало в северных и центральных областях России. Вероятнее всего, оно связано с диалектным глаголом «вичурить» — так в ряде говоров (например, в вятских и пермских) означало «вилять», «хитрить», «изворачиваться», а также «делать что-то ловко, быстро». Соответственно, Вичурой могли назвать человека проворного, изворотливого или склонного к хитростям. В ономастических работах (например, у В. А. Никонова) подобные прозвища от глаголов со значением «вертеться, изворачиваться» — не редкость, они давались по характеру или поведению.

Менее вероятная, но возможная версия: Вичура — это форма крестильного имени Виссарион или Виктор, переделанная на народный лад (как, скажем, Митяй от Дмитрий). Однако для такой трансформации нет устойчивой фонетической модели, поэтому связь с глаголом «вичурить» выглядит убедительнее.

Географически фамилия Вичурин (и Вичурина) тяготеет к Поволжью и северо-востоку Европейской России. Встречается она нечасто, что типично для фамилий от редких диалектных прозвищ. Сословного барьера у неё не было: прозвище Вичура могли дать и крестьянину, и посадскому человеку, и даже священнику в быту — суффикс -ин закрепил фамилию за потомками независимо от их социального положения. Носительница фамилии Вичурина может считать своим предком человека, которого в деревне прозвали за сноровку или хитроумие — без отрицательного оттенка, а скорее с признанием житейской смекалки.