Фамилия Бельвенцева — редкая и, судя по всему, поздняя по происхождению. Её основа — прозвище Бельвенец, которое, скорее всего, связано с топонимом Бельвен (немецкое написание — Belsen). Так называлась местность недалеко от Ганновера, на северо-западе Германии. В 1943 году там устроили лагерь для интернированных евреев, которых предполагалось обменивать на немецких граждан, попавших в плен к союзникам. Поэтому логично предположить, что Бельвенцем могли прозвать человека, прошедшего через этот лагерь или освобождённого из него.

Редкость фамилии подтверждает гипотезу о недавнем возникновении. Она не уходит корнями в глубину веков, а, вероятно, появилась в XX веке. Такие прозвища по месту заключения или трагическому событию — не единичный случай. У носителей немецкого языка встречались фамилии, образованные от необычных сочетаний: Вейценбаум (пшеничное дерево), Зауэрштром (кислый поток), Левенфиш (рыба-лев), Цигенбаум (козье дерево) или Квечман (тот, кто высказывается неохотно). Бельвенец стоит в этом же ряду — как прозвище, привязанное к конкретному месту с тяжёлой историей.

Суффикс -ев- в фамилии Бельвенцева — стандартный русский патронимический формант, указывающий на принадлежность: «чей?» — Бельвенцев, то есть потомок или родственник Бельвенца. Окончание -а в женском варианте фамилии (Бельвенцева) — грамматическая форма, не влияющая на смысл. Поскольку фамилия встречается крайне редко, её носители, скорее всего, являются потомками одного человека или небольшой группы людей, связанных с лагерем Бельвен. Других версий происхождения, например от славянского корня или дворянского рода, не существует — ни один известный ономастический справочник не фиксирует более ранних упоминаний этой фамилии.