Фамилия Ишимцева восходит к слову «Ишим», и её происхождение связано с двумя основными версиями. Первая — географическая. Река Ишим, левый приток Иртыша, и одноимённый город в Тюменской области дали прозвище «Ишимец» человеку, который жил на этих берегах. От этого прозвища и образовалась фамилия. Слово «Ишим» в этой версии выводят из мордовского корня «виш» («малая») с суффиксом «-им»: так название Вишим (Маловка) со временем в татарской среде потеряло мягкое «в» и превратилось в тюркское Ишим.

Вторая версия — антропонимическая. Ишим — это тюркское мужское имя, возникшее из слияния слов «иш» («дело, работа») и «Мухаммед» («восхваляемый»). Так звали, например, одного из ханов Казахской орды XVI–XVII веков. Фамилия Ишимцева могла образоваться от этого имени по модели, где суффикс «-ец» указывает на принадлежность к человеку (Ишимец — «сын Ишима»), а финальное «-а» — на женскую форму или закрепившееся окончание в родовом имени.

Словообразовательный разбор показывает, что в основе лежит суффиксальная модель «-ец» + «-ев». Суффикс «-ец» в русских фамилиях часто обозначал выходца с определённой территории или потомка по имени (ср. Тамбовцев, Донец, Иванец). Фамилия Ишимцева — одна из однокоренных, наряду с Ишимовым, Ишимским, Ишиным. Она встречается в основном в регионах Поволжья, Урала и Сибири, что подтверждает её связь с местом — рекой Ишим и городом на ней.