Фамилия Фоменцева (женская форма, мужская — Фоменцев) образована от прозвища или имени Фоменец. Это уменьшительная форма от канонического имени Фома (апостол Фома, «близнец»). В русской ономастике суффикс -ец часто указывал на принадлежность к чему-либо: Фоменец — «маленький Фома» или «сын Фомы». Однако есть и другая версия: в некоторых говорах «фоменцами» называли крестьян, работавших на земле, принадлежащей церкви святого Фомы, или жителей села с таким названием.

Модель образования фамилии — патронимическая (по отцу) с суффиксом -ев. Первоначально Фоменцев — это «чей?» — сын Фоменца. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный (ц). Встречается и вариант написания через «а» — Фоманцев, но он редок и связан с акающим произношением.

Географически фамилия Фоменцев тяготеет к южнорусским и центральным областям — Курской, Воронежской, Тамбовской губерниям. Там имя Фома было распространено в крестьянской среде, а уменьшительная форма с -ец звучала естественно для местных говоров. Встречаются и украинские корни: в украинском языке фамилии на -енко (Фоменко) более типичны, но Фоменцев мог возникнуть на стыке культур.

Редкость фамилии в том, что суффикс -ец в основе встречается реже, чем более привычные -ов/-ев. Это делает Фоменцевых непохожими на массовые Фомины или Фомкины. Фамилия не дворянская — в списках столбовых дворян она не значится, что подтверждает её крестьянское или мещанское происхождение. Предки носителей, скорее всего, были простыми людьми, чью родословную можно проследить по ревизским сказкам XIX века.

В целом, Фоменцева — фамилия, которая прямо говорит о предке по мужской линии: его звали Фоменец, то есть либо младшего Фому, либо человека, связанного с церковью или селом Фомы. Споров о происхождении почти нет — основа прозрачна, а суффикс указывает на конкретный регион.