Фамилия Братцевы образована от личного прозвища Братец. В основе — слово «брат», но не в прямом родственном значении. На Руси «братцем» часто называли не кровного родственника, а близкого друга, побратима или даже монаха (обращение «брате» в монастырях). Прозвище могло закрепиться за человеком, который всем приходился «своим», или за тем, кто постоянно употреблял это слово в речи.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или ц (Братец → Братцев). Ударение в фамилии чаще всего падает на первый слог: Бра́тцевы. Это указывает на то, что прозвище Бра́тец было распространено в северных и центральных говорах, где ударение в подобных словах устойчиво держится на корне.

Встречается и вариант написания через «о» — Бротцев, но он редок и связан с акающим произношением в южнорусских диалектах. Основная масса носителей фамилии исторически сосредоточена в бывших Владимирской, Костромской и Нижегородской губерниях — регионах, где фамилии на -ев и -ов формировались особенно активно в XV–XVII веках.

В отличие от фамилий Братов или Братищев, где корень указывает на старшинство или возраст, Братцевы несут оттенок уменьшительно-ласкательного обращения. Это сближает их с фамилиями типа Сынцев или Дочкин, где прозвище давалось не по статусу, а по отношению окружающих.

О точном времени возникновения фамилии говорить сложно: процесс закрепления прозвищ шёл неравномерно. Крестьяне и горожане получали фамилии массово только после отмены крепостного права в 1861 году, поэтому Братцевы могли оформиться как в XVI веке, так и в XIX.