Фамилия Коленцева — одна из тех, что не даёт однозначного ответа, а предлагает выбирать между географией и характером предка. Всё упирается в то, что лежит в основе: название деревни или прозвище по поведению.

Начнём с топонимической версии. Слово «Коленец» могли дать человеку, который был родом из населённого пункта Коленцево. Такие деревни и сёла разбросаны по нескольким областям России: они есть в Ленинградской, Калужской, Тверской. Если предок носителей фамилии жил в одном из этих мест, переселялся или получал прозвище по месту выхода, то «Коленец» — типичный для русской ономастики случай, когда фамилия образуется от названия деревни через суффикс -ец. Модель простая: Коленцево → Коленец → Коленцевы.

Но есть и другая линия. Нарицательное «коленце» в русском языке имеет не только анатомическое значение («сгиб ноги»). В народной речи так называли повторяющуюся часть песни, куплет, а также замысловатый, резкий элемент в пляске. Отсюда и выражение «выделывать коленца» — то есть делать неожиданные, виртуозные движения. Если прозвище Коленец дали человеку, он мог быть либо певцом с особым складом голоса, либо танцором, который удивлял публику сложными па. Такие прозвища по ремеслу или искусству — второй по частотности источник русских фамилий после имён и топонимов.

Что касается словообразовательной модели, то фамилия Коленцева — женская форма, а мужская, Коленцев, образована стандартным для русского языка способом: к основе «Коленец» прибавляется притяжательный суффикс -ев. Суффикс указывает на принадлежность: буквально «сын Коленца». Обратите внимание: в основе нет распространённого -ов, а стоит -ев, что характерно для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или -ц. Это не редкость, но отличает, например, Коленцевых от более частотных Кузнецовых.

Обе версии имеют право на существование, и без документов XVII–XVIII века выбрать единственную трудно. Но если смотреть на частоту фамилии в современных базах, Коленцевы встречаются не массово — это говорит скорее о локальном происхождении, что склоняет чашу весов в пользу топонимической версии: фамилия могла закрепиться в одном-двух уездах, откуда пошла по родственникам.