Фамилия Черемонцева — женская форма фамилии Черемонцев, и её разбор стоит начать с мужского варианта, так как именно он хранит ключ к происхождению. В основе лежит прозвище или неканоническое имя Черемонец. Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий: суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного) присоединяется к основе, указывая на принадлежность: «чей?» — Черемонцев, то есть сын или потомок Черемонца.

Главная сложность — в значении корня «Черемон-». Самая правдоподобная версия связывает его с диалектным словом «черемонный» или «черемный». В южнорусских и украинских говорах «черемный» — это красный, червонный, алый. Соответственно, Черемонец — человек с красным лицом, румяный, или же тот, кто носил красную одежду. Прозвища по цвету волос или кожи были распространены на Руси (ср. Чернявый, Беляк, Рыжов), и «черемонный» в этом ряду — вариант для ярко-красного, «червонного» оттенка.

Менее вероятна, но возможна связь с названием растения — черёмуха. В некоторых говорах «черемоха» или «черемха» — это черёмуха. Тогда Черемонец мог быть прозвищем человека, жившего у зарослей черёмухи, или того, кто торговал её ягодами. Однако слово «черемонец» нигде не фиксируется как прямой производный от «черёмуха» (обычно образовывали фамилии Черемухин, Черемхов). Поэтому версия с цветом («черемный») выглядит основательнее.

География фамилии Черемонцев/Черемонцева неширокая. Она встречается преимущественно в южных областях России — Ростовской, Воронежской, а также на востоке Украины. Это косвенно подтверждает версию с украинским корнем «черемний» (червоний). Встречаются также варианты написания через «а» — Череманцев, но это, скорее всего, результат «аканья» в устной речи.

Суффикс -ев указывает на то, что прозвище Черемонец было образовано не от церковного имени, а от мирского, бытового. Фамилия сформировалась, вероятно, не раньше XVII века, когда такие прозвищные фамилии стали массово закрепляться за крестьянскими и казачьими родами. Сословно носители фамилии, судя по географии, скорее всего, были государственными крестьянами или казаками, а не дворянами. В родословных книгах Черемонцевы не значатся, что тоже говорит о простонародном происхождении.

Таким образом, фамилия Черемонцева происходит от прозвища Черемонец, которое, с большой долей вероятности, дали румяному или краснощёкому человеку. Это яркое, «говорящее» прозвище, закрепившееся в качестве фамилии на юге России.