Фамилия Астальцова — женская форма фамилии Астальцов. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Асталец. Чтобы понять его происхождение, стоит разобрать редкий суффикс -ец, который в русских фамилиях встречается нечасто. В данном случае он указывает на принадлежность человека к определённой местности или на характерную черту.

Самая правдоподобная версия — географическая. Асталец, скорее всего, выходец из населённого пункта с корнем «Астал-». Такие топонимы существуют: деревня Асталы в бывшей Казанской губернии или село Астал (вариант названия Астахово) в Рязанской области. Суффикс -ец здесь работал как указатель на происхождение: «асталец» — «тот, кто из Астала». Позже прозвище закрепилось как фамилия, а суффикс -ов добавил типичное русское окончание, образовав Астальцова.

Менее вероятная версия связывает основу с диалектным словом «астал». В некоторых говорах так называли остаток, обломок или человека, оставшегося после чего-то — например, последнего ребёнка в семье. В этом случае прозвище Асталец могло означать «остаток, последыш». Однако суффикс -ец в прозвищах чаще указывал на место, чем на качество, поэтому географическая привязка выглядит убедительнее.

Фамилия редкая. По данным переписей и телефонных справочников, основные очаги Астальцовых — Волгоградская и Ростовская области, а также Краснодарский край. Это косвенно подтверждает версию о переселенцах из центральных или поволжских губерний: носители фамилии могли быть крестьянами, переехавшими на юг в XIX — начале XX века. Словообразовательная модель проста: корень Астал- + суффикс -ец (прозвище) + суффикс -ов (патронимический). Ударение в фамилии, судя по говорам, падает на второй слог: Аста́льцова.