Фамилия Грумянцева — женская форма фамилии Грумянцев, и её разбор стоит начать с неочевидного: суффикс «-янцев» здесь не совсем типичен для русских фамилий. Чаще встречается «-янцев» в фамилиях от тюркских или крещёных нерусских имён (например, Абдульянцев, Батьянцев), но основа «Грум-» наводит на другую мысль. Скорее всего, перед нами вариант фамилии Громянцев, где произошло смешение звуков «о» и «у» в безударном положении или под влиянием диалектного произношения. Такое встречается нередко: «грУмкий» вместо «грОмкий» в некоторых говорах, а фамилия закрепилась в написании через «у».

Корень «гром-» или «грум-» восходит к прозвищу Гром, Грома, которое в старину давали человеку с громким голосом, вспыльчивым нравом или же, по народным поверьям, родившемуся во время грозы. Суффикс «-янцев» (через чередование «-ец» → «-янц») указывает на принадлежность: Грумянцев буквально означает «сын Громянца» или «потомок человека по прозвищу Гром». Модель образования аналогична фамилиям типа Борянцев (от Боря — Борис) или Иванцев, но с редкой огласовкой.

Географически фамилия Грумянцева встречается редко, что говорит о её локальном происхождении. Возможно, она возникла в южнорусских или среднерусских областях, где были сильны диалектные черты — замена «о» на «у» в корне. В документах XVII–XVIII веков подобные фамилии фиксировались у крестьян и посадских людей, так как прозвища, данные по внешности или характеру, были распространены в низших сословиях. Дворянских родов с такой фамилией не известно, что подтверждает её простонародный корень.

Есть и менее вероятная версия: связь с немецким словом «Grum» (грубый, неотёсанный) или «Grumme» (огрызок, обрубок), но она натянута — фамилии с таким суффиксом редко образуются напрямую от иноязычных основ без посредничества русского прозвища. Поэтому основное объяснение остаётся диалектным вариантом «громовой» фамилии.