Фамилия Колобынцева — женская форма от мужской фамилии Колобынцев. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Колоб, Колобок. В русских говорах «колоб» — это не только круглый хлеб, но и полный, круглолицый человек. Прозвище могли дать и ребёнку, и взрослому за внешность или за любовь к этому виду выпечки.

Словообразовательная модель здесь не самая частая. Суффикс -ынцев указывает на принадлежность к роду: Колобынцев буквально значит «сын Колобынца» или «потомок того, кто был Колобом». Цепочка такая: Колоб → Колоба (или Колобый) → Колобынец → Колобынцев. Формант -ынцев встречается реже, чем -ов или -ев, и характерен для фамилий, образованных от прозвищ на -а, -я или притяжательных прилагательных. В данном случае промежуточная форма Колобынец — это человек, имеющий отношение к Колобе: либо сын, либо слуга, либо житель одноимённого места.

Географически фамилия Колобынцев встречается в центральных и южных областях России, особенно в Воронежской, Курской и Белгородской областях. Это зона черноземья, где хлеб был основой жизни, а прозвища, связанные с едой, были обычным делом. Встречаются и варианты написания — Колобенцев, Колобанцев, но они могут быть самостоятельными фамилиями от других основ (например, от «колобан» — вид рыбы или диалектное название неуклюжего человека).

О сословной принадлежности первых Колобынцевых ничего определённого сказать нельзя — фамилия не дворянская, но и не крестьянская в узком смысле. Скорее всего, её носили люди из служилого или посадского населения, где прозвища закреплялись за родом ещё в XVII веке. В списках однодворцев и казаков южных уездов эта фамилия встречается, что подтверждает её давнюю укоренённость в вольных, хлебородных землях.