Фамилия Биряльцева — редкая и неочевидная по корню, что сразу вызывает вопросы. Суффикс -цев указывает на принадлежность к роду по отцу или по месту: такие фамилии обычно образовывались от прозвища или названия деревни, оканчивающегося на -ец. В основе лежит слово «биряль» или «бирял», которое в русских говорах могло иметь несколько значений.

Самая правдоподобная версия связывает фамилию с диалектным глаголом «бирять» — то есть брать, хватать, собирать. В северных и сибирских говорах «биряла» называли человека, который любит прибирать к рукам чужое, либо, наоборот, запасливого хозяина, собирающего добро. Прозвище Биряло или Биряль могло закрепиться за крестьянином или ремесленником, чья работа была связана со сбором чего-то — ягод, грибов, податей или товара. Модель образования проста: прозвище Биряль плюс суффикс -ец (указание на место или сына) дали Бирялец, а затем фамилия приняла форму Биряльцев, от которой по женской линии идёт Биряльцева.

Менее вероятна, но не исключена версия от тюркского корня «бир» — один, единственный. В таком случае Биряль могло быть прозвищем единственного сына или человека, жившего особняком. Однако для русской фамилии с суффиксом -цев такое объяснение менее типично, и его стоит рассматривать только при наличии семейных преданий о тюркских корнях.

Географически фамилия встречается в основном в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской и Архангельской губерниях, где диалектное слово «бирять» было в ходу. Встречаются и варианты написания — Биряльцов, Биряльцев, но Биряльцева — форма, закрепившаяся за женщинами в родительном падеже.

Сословно носители фамилии чаще всего были государственными крестьянами или мещанами. Никаких дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её простонародное происхождение. В отличие от распространённых фамилий на -ов, Биряльцева сохранила редкую основу, которая сегодня почти не встречается в живой речи.