Фамилия Декапольцев — одна из тех, что сразу выдают книжное, а не бытовое происхождение. В её основе лежит не прозвище и не ремесло, а топоним Декаполь, то есть «Десятиградие». Это название восходит к греческому δεκάπολις (dekápolis), где deka — «десять», а polis — «город». В античности так называли союз десяти городов на востоке Римской империи, а в библейской традиции — область за Иорданом, известную как Десятиградие.

Однако если бы фамилию образовали прямо от слова «Декаполь», мы бы получили Декапольский или Декаполев. Здесь же стоит редкий суффикс -цев, который в русской ономастике обычно указывает на принадлежность к жителям определённого места: «декаполец» — житель Декаполя. Фамилия Декапольцев буквально значит «сын декапольца» или «потомок выходца из Десятиградия». Такая модель образования встречается нечасто и говорит о том, что предок носителя фамилии либо действительно происходил из тех мест, либо, что вероятнее, получил прозвание по названию населённого пункта, который когда-то носил имя Декаполь.

В Российской империи топоним Декаполь мог встречаться в документах духовного сословия: семинаристам нередко давали фамилии по библейским и греческим названиям. Поэтому вполне возможно, что первый Декапольцев — сын священника или церковнослужителя, которому при поступлении в училище придумали «учёную» фамилию. В пользу этой версии говорит и сам суффикс -цев: в среде духовенства такие фамилии были особенно распространены (вспомним Троицких, Преображенских, но и Критских, Афонцевых). Фамилия Декапольцев могла появиться в семинарии, где ученику, выходцу из села с «говорящим» названием или просто как знак эрудиции, дали имя древнего союза городов.

На письме фамилия устойчива: окончание -ев, а не -ов, что тоже закономерно — суффикс -ев присоединяется к основам на мягкий согласный и -й. Ударение, судя по аналогичным фамилиям (Полтавцев, Харьковцев), падает на второй слог: Дека́польцев.