Фамилия Холомцева — женская форма фамилии Холомцев, и её разговорный вариант (на -а) указывает на то, что перед нами потомок человека по имени или прозвищу Холомец. Сама фамилия звучит необычно для русского уха: в ней нет привычных суффиксов -ов/-ев или -ин, а есть редкий для восточнославянских фамилий суффикс -ец, который обычно образовывал названия жителей по местности (вроде «донец» — житель Дона) или уменьшительные формы. Здесь же он, скорее всего, врос в основу, и фамилию породило прозвище Холомец.

Что могло значить это прозвище? Скорее всего, корень «холом» восходит к диалектному слову «холомя» или «холомок» — так в некоторых русских говорах называли холм, бугор, возвышенность. Человек мог получить прозвище Холомец, если жил на холме или выделялся ростом и статью — «как холм». В ономастике известны фамилии Холмов, Холмогоров, Холмский, и Холомцев стоит в том же ряду, но с диалектной огласовкой: не «холм», а «холом». Это редкий случай, когда фамилия сохранила народное произношение, а не книжное.

Есть и другая версия: в псковских и тверских говорах «холом» означало «солома» (от общеславянского *solma). Тогда Холомец — прозвище соломщика, кровельщика или просто человека с соломенными волосами. Однако географически фамилия Холомцевы встречается в основном в центральных областях России (Тверская, Московская, Ярославская), где форма «холом» в значении «холм» как раз фиксируется диалектологами. Версия с холмом выглядит надёжнее.

Суффикс -цев в фамилии Холомцев — это отчество второго порядка: сначала было прозвище Холомец, потом от него образовали притяжательное прилагательное «Холомцев» («чей?» — «сын Холомца»). Такая модель типична для XVI–XVII веков, когда фамилии ещё не закрепились окончательно и их «доделывали» суффиксом -ев/-ов.

Социально носители фамилии, судя по архивным данным, были крестьянами и мещанами. В ревизских сказках XVIII века Холомцевы встречаются среди однодворцев южных уездов (Тульская, Рязанская губернии) — это потомки служилых людей по прибору, которые со временем слились с крестьянством. Так что предки современной Холомцевой могли быть либо вольными хлебопашцами, охранявшими границу, либо просто крестьянами с прозвищем, привязанным к месту жительства.