Фамилия Ангельцов встречается нечасто, и её звучание сразу подсказывает основу — «ангел». Но прямой связи с небесным существом, скорее всего, нет. В русской ономастике фамилии на -цов обычно образуются от прозвищ или профессий, оканчивающихся на -ец. Если бы предка звали просто Ангел, мы бы получили Ангелов. Форма Ангельцов указывает на исходное прозвище Ангелец — так могли назвать человека с ангельским характером, кроткого нравом, или, напротив, иронично, с намёком на излишнюю благостность. Суффикс -ец в прозвищах был характерен для северных и центральных говоров.

Вторая, менее очевидная версия связана с церковной средой. В духовных училищах и семинариях XVIII–XIX веков ученикам нередко давали «искусственные» фамилии по церковным праздникам, именам святых или отвлечённым понятиям. Ангельцов могла возникнуть как семинарская фамилия от слова «ангел» или от праздника Собора Архангела Михаила, но тогда логичнее было бы ожидать Ангельский или Ангелов. Форма на -цов для искусственных фамилий нетипична — она прочно связана с народной моделью «прозвище + -ец + -ов». Поэтому версия с прозвищем выглядит правдоподобнее.

Словообразовательная цепочка проста: Ангел → Ангелец (прозвище) → Ангельцов (сын Ангельца). Ударение в фамилии обычно падает на первый слог: А́нгельцов. Встречается также вариант Ангельцо́в, но он менее распространён и может быть результатом смещения ударения в бытовой речи.

Географически фамилия рассеяна, но заметное число носителей зафиксировано в Поволжье и на юге России — в Волгоградской, Ростовской областях, а также в Краснодарском крае. В документах XIX века Ангельцовы встречаются среди государственных крестьян и мещан — то есть сословий, где фамилии закреплялись позже, чем у дворян, и часто отражали прозвище главы семьи. Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках не значится.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Ангелов, Ангельский, Ангелинов — показывает, что Ангельцов стоит особняком. Если Ангелов могло быть и крестильным (от редкого канонического имени Ангел), и прозвищным, то Ангельцов однозначно отсылает к прозвищу Ангелец, что делает фамилию более «бытовой» и менее книжной.