Фамилия Колокольцев — одна из тех, что звучат как музыкальный инструмент. Её основа — старинное слово «колоколец», то есть маленький колокол или колокольчик. Прозвище Колоколец могли дать ремесленнику, который лил или ковал бубенцы, поддужные колокольчики, звоночки для скота. В России такой промысел был особенно развит в Валдае и Касимове, но мастера встречались повсюду, где были тракты и ямская гоньба — поддужный колоколец был обязательной деталью упряжи.

Но есть и вторая версия, не менее правдоподобная. Прозвище Колоколец могли закрепить за человеком со звонким, чистым, слышным издалека голосом. В крестьянской среде такие меткие прозвища давали по характерной черте — не обязательно по профессии. В этом случае фамилия хранит память не о деле рук, а о личном качестве предка.

По словообразовательной модели фамилия типична для центральной России: основа на -ец дала притяжательное прилагательное с суффиксом -ев (Колокольцев). Ударение падает на второй слог — Колокóльцев, что отличает её от похожих фамилий вроде Колокóльников, где основа другая. Встречается вариант написания через «а» — Колокальцев, но он редок и связан с «акающим» произношением в южнорусских говорах.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» эта фамилия не упоминается, но её состав прозрачен. Спорных гипотез здесь немного: и ремесленная, и голосовая версии объясняют происхождение без натяжек. Первая, с колокольным промыслом, кажется более весомой: прозвища по профессии давали чаще, чем по случайной черте, и они лучше закреплялись в фамилиях.