Фамилия Деревенцова — женская форма фамилии Деревенцов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или мирского имени Деревенец. В русской ономастике суффикс -ец часто указывал на человека по месту жительства или характерному признаку: «деревенец» — это житель деревни, в отличие от горожанина или обитателя крупного села. Однако в данном случае возможен и другой, более конкретный смысл.

Слово «деревенец» в северных и сибирских говорах XIX века имело дополнительное значение — «опоздавший к сроку, отставший от других», а в некоторых областях — «упрямец» или «человек, который долго раскачивается». Фамилия могла закрепиться за крестьянином, который переселился в деревню из города (таких называли «деревенщиками»), но форма на -ец скорее указывает на прозвище, данное за медлительность или нерасторопность. Впрочем, не исключён и чисто топонимический вариант: выходец из конкретной деревни Деревенец или Деревенцы — такие названия встречаются в Тверской, Псковской и Новгородской областях.

Суффикс -ов- в основе фамилии — классический русский патронимический формант, означающий «сын Деревенца» или «принадлежащий Деревенцу». Окончание -а в женской форме указывает на принадлежность к роду (жена или дочь Деревенцова). Модель образования типична для крестьянских фамилий центральной России и Русского Севера, где прозвища часто становились родовыми именами без участия официальной церковной традиции.

Стоит обратить внимание на редкость фамилии: Деревенцовы встречаются значительно реже, чем, скажем, Деревнины или Деревягины. Это объясняется тем, что основа «деревенец» не вошла в активный словарь литературного языка и осталась в диалектной периферии. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Деревенцов — более архаичная форма, чем Деревнин (от «деревня»), и несёт оттенок личного прозвища, а не просто указания на место жительства.

По сословной принадлежности Деревенцовы в подавляющем большинстве были государственными или помещичьими крестьянами. В редких случаях фамилия могла принадлежать однодворцам — потомкам служилых людей, осевших на южных границах России, но для этого нет массовых подтверждений. Основной ареал фамилии — Вологодская, Архангельская и Кировская области, что косвенно подтверждает северное происхождение прозвища.