Фамилия Арсенцева — женская форма фамилии Арсенцев, и её разбор стоит начать с неочевидного: суффикс -ев здесь не от отчества, а от прозвищной основы. Вопреки частому заблуждению, фамилия не происходит напрямую от крестильного имени Арсений (хотя по звучанию это напрашивается). Модель образования указывает на то, что в основе лежало прозвище Арсенец или Арсенца — так в русских говорах могли называть человека, связанного с артелью, военным лагерем или походным бытом. Слово «арсенец» в диалектах означало «артельный работник» или «член артели», а в некоторых регионах — «солдат, стоящий на постое в арсенале».

Суффикс -ец в прозвище указывал на принадлежность к группе или месту: например, «туляк» — из Тулы, «арсенец» — тот, кто при арсенале или в артели. Фамилии на -цев (-цов) типичны для центральных и южных губерний России, особенно для Рязанской, Тамбовской и Воронежской областей. Географическая привязка здесь важна: в документах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне и однодворцы с фамилией Арсенцев именно в этих краях, что подтверждает бытовое, а не церковное происхождение.

Версия о происхождении от имени Арсений (через форму Арсентий) менее вероятна: от имён на -ий фамилии обычно образовывались с суффиксом -ьев (Арсеньев), а -ев в Арсенцеве — это уже присоединение к основе на -ец. То есть перед нами не отчество, а прозвище, которое закрепилось как фамилия. Носительница фамилии Арсенцева, скорее всего, потомок человека, которого в сельской общине знали как «арсенца» — артельного работника или служивого при оружейном складе. Фамилия редкая, недворянская, с чёткой социальной окраской: предки были либо крестьяне, либо посадские люди, чей труд был связан с коллективной работой или военным снаряжением.