Фамилия Арзмасцев — редкий пример того, как местное произношение и канцелярская ошибка закрепились в официальном родовом имени. В основе лежит город Арзамас, но предка звали не «арзамасец», а именно «арзмасец» — с утратой звонкого «з» и стяжением гласных. Такое оглушение характерно для говоров Поволжья и центральной России: на стыке морфем звук [з] перед глухим [ц] переходил в [с], и это произношение записывали в документы. Так появилась фамилия, где «с» заменила ожидаемую «з» — Арзмасцев вместо Арзамасцев.

Суффикс -цев указывает на принадлежность к месту: «арзамасец» → Арзамасцев, а в диалектном варианте — Арзмасцев. Модель образования типична для русских фамилий от географических названий, но конкретно этот вариант встречается локально, в основном в Нижегородской области и соседних регионах. Это говорит о том, что фамилия закрепилась в одной или нескольких семьях, которые переселились из Арзамаса в другую местность и не смешивались с большим потоком переселенцев. В отличие от массовых Арзамасцевых, Арзмасцев сохранил архаичный диалектный оттенок, что делает его ценным для историков языка.

По сословной принадлежности предки могли быть как посадскими людьми, так и крестьянами или мещанами — Арзамас был крупным торговым и ремесленным центром, оттуда уходили на заработки и селились по всей России. В письменных источниках XIX века фамилия встречается в метрических книгах Нижегородской губернии, что подтверждает её локальный характер. Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Арзамасцев, Арзамасков, Арзамасский — вариант Арзмасцев стоит особняком: он не просто указывает на происхождение из Арзамаса, но и хранит следы живой народной речи, которая не подчинялась литературной норме.