Фамилия Ярмольчик — редкая, но прозрачная по своей внутренней форме. Она образована от имени или прозвища Ярмоль, а суффикс -чик указывает на то, что перед нами, скорее всего, восточнославянская (украинская или белорусская) фамилия, возникшая в среде, где были распространены уменьшительные и патронимические формы на -чик.

Основа Ярмоль — это народная, обиходная форма канонического крестильного имени Ермолай (в греческой традиции — Hermolaos, «вестник народа»). В русском и украинском языках имя Ермолай часто сокращалось до Ермол, Ярмол, а в разговорной речи закрепился вариант с начальным «я»: Ярмол. Такое чередование «е/я» в начале слова — типичная черта южнорусских и украинских говоров (ср. Ефим — Яфим, Егор — Ягор). Таким образом, Ярмольчик — это буквально «сын Ярмоля», то есть потомок человека, которого в быту звали Ярмолом.

Менее вероятная, но не исключённая версия связывает фамилию с прозвищем Ярмол, которое могло возникнуть от слова «ярмо» — деревянный хомут для упряжки волов. В этом случае прозвище мог получить либо крестьянин, работавший с волами, либо человек, которого считали «запряжённым» в тяжёлую работу. Однако суффикс -чик при такой основе встречается реже: обычно прозвищные фамилии от названий орудий труда образуются через -ник (например, Ярмольник). Поэтому версия с крестильным именем Ермолай остаётся основной.

Географически фамилия Ярмольчик тяготеет к западу: она встречается в Беларуси, на западе Украины, а также среди потомков переселенцев из этих регионов в Сибири и на Дальнем Востоке. Это типичная фамилия мещанского или крестьянского сословия, не дворянская — модель на -чик в среде шляхты и боярства практически не использовалась.

В написании фамилии нет вариативности: Ярмольчик пишется через «о» и мягкий знак, что точно передаёт произношение исходного имени. Другие однокоренные фамилии — Ярмоленко, Ярмолюк, Ярмольский — образованы по разным моделям, но все восходят к тому же корню.