Фамилия Бирюльцова — редкий случай, когда основа угадывается почти сразу, но точное значение ускользает. Большинство носителей интуитивно связывают её с игрой в бирюльки — старинной забавой, где из кучки мелких фигурок вытаскивали крючком по одной, не шевеля остальные. Соблазн велик, но историческая логика подсказывает другой путь: прозвища от названий игр почти не давали фамилий. Скорее всего, в основе лежало слово «бирюлька» в его прямом, донном значении — небольшая точёная фигурка, безделушка. Так могли прозвать либо мастера, который эти фигурки вырезал (ремесло, не такое уж ничтожное в крестьянском быту), либо человека суетливого, любящего возиться с мелочами.

Суффикс -ов- указывает на стандартную модель русских фамилий — «чей?» — то есть Бирюльцовы — потомки человека по прозвищу Бирюлька. Фамилия могла образоваться и от мирского имени Бирюлька, которое давали в семье как оберег: считалось, что «мелкое» имя отведёт от ребёнка внимание злых сил. Женская форма Бирюльцова — естественное окончание для носительницы фамилии, но исторически первым был мужской вариант Бирюльцов.

Встречается фамилия преимущественно в центральных и северных областях России, особенно в бывших владениях Новгорода и Вологды. Там слово «бирюлька» имело ещё одно значение — так называли деревянную трубочку или свистульку. Если предок был пастухом или изготовителем пастушьих рожков, фамилия обретает совсем другое, ремесленное звучание. В любом случае, Бирюльцова — не случайная описка и не калька с иностранного, а живое прозвище, закрепившееся за конкретным человеком в XVI–XVII веках.