Фамилия Алонцева — это не самостоятельное образование, а фонетический вариант фамилии Олонцев, который закрепился под влиянием «акающих» говоров. Проще говоря, предка, которого в документах могли записать как Олонцев, в быту называли Алонцев, и со временем эта форма стала фамильной.

В основе обеих фамилий лежит прозвище Олонец, данное выходцу из старинного северного города Олонца — одного из древнейших поселений Карелии. Стоянки древнего человека в низовьях реки Олонки археологи датируют III–II тысячелетиями до нашей эры. Само название поселения, возможно, восходит к древневеппскому слову «алнус», означающему «низина». Изначально место называлось Алонсь (или Олонсь).

Первое письменное упоминание Олонца встречается в Уставной грамоте новгородского князя Святослава Ольговича в 1327 году. Известен исторический курьёз: Пётр I, путешествуя в Карелии, трижды просыпался в санях и спрашивал, где он, и всякий раз слышал в ответ: «В Олонце». В XVI–XVII веках город не раз разоряли в русско-шведских войнах. В 1649 году на слиянии рек Олонки и Мегреги заложили «порубежную крепость», ставшую форпостом против шведов. Чтобы город не пустовал, туда переселили состоятельных крестьян из заонежских погостов, занимавшихся торговлей и железоделательным промыслом. Посадские люди Олонца были предприимчивы — на небольших судах они добирались даже до Стокгольма.

В XVII–XVIII веках Олонец оставался крупным купеческим центром. Но с образованием Олонецкой губернии в конце XVIII века административный центр перенесли в Петрозаводск, и Олонец превратился в тихий провинциальный город. Потомок человека с прозвищем Олонец со временем и получил фамилию Алонцева — так в «акающем» произношении закрепилась память о северных корнях рода.