Фамилия Гронцев — одна из тех, где корень почти наверняка иноязычный, а суффикс — русский. Основа «Гронт» или «Гронц» не встречается в древнерусских именах и прозвищах, зато хорошо ложится на польский, украинский или белорусский грунт. В польском языке есть слово «grąd» (сухой возвышенный участок леса) и его производные, а также фамилии Гронт, Гронцкий. Фамилия Гронцев могла возникнуть как русифицированная форма польской фамилии Grąc или Grąt с добавлением типичного русского суффикса принадлежности -ев.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с немецким Grund (земля, основание) или польским grunt (почва, участок). В таком случае Гронцев — это потомок человека, которого прозвали за владение землёй или за крепкое «основательное» телосложение. Однако для фамилий на -ев такое прозвище должно было звучать как Грунт или Гронт, а не Гронец. Суффикс -ец в основе (Гронец → Гронцев) скорее указывает на уменьшительную или прозвищную форму: Гронец мог быть «маленьким Гроном» или выходцем из места, называвшегося Гроны.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Российской империи — современной Беларуси, западной Украине, Польше. В центральных великорусских губерниях она редка. Это наводит на мысль, что носители фамилии — потомки переселенцев или шляхтичей, чью фамилию адаптировали под русское окончание.

Социального контекста, который бы однозначно указывал на крестьянское или дворянское происхождение, нет. Фамилия не встречается в родословных книгах, но и не имеет «простонародных» звуковых примет. Скорее всего, Гронцевы — выходцы из мелкой шляхты или зажиточных крестьян западных губерний, чья фамилия закрепилась в документах после разделов Речи Посполитой.