Фамилия Коломыцева образована от прозвища Коломиец. Его основа — украинское диалектное слово «коломыйе», которым называли глубокие выбоины на дороге, заполненные водой. От этого же корня происходит название города Коломыя в Ивано-Франковской области Украины.

Прозвище Коломиец могло указывать на родство человека с этим городом или его окрестностями — так в старину называли выходцев с определенной местности. Но есть и другая, бытовая версия: прозвище могли дать тому, кто жил возле разбитой, топкой дороги или часто чинил колдобины. В любом случае, прозвище закрепилось за человеком, а его потомки стали носить фамилию Коломыцевы.

Фамилия образована по стандартной восточнославянской модели: к основе на -ец (Коломиец) добавили суффикс -ев. Звук «е» в суффиксе закономерно перешел в «ё» под ударением, а на письме закрепился как «е» — так и получилось Коломыцев. Женская форма Коломыцева — это вариант жены или дочери носителя фамилии.

Встречаются и однокоренные варианты: Коломыйцев, Коломиец, Коломийцев. Все они восходят к одному топониму или прозвищу, но различаются суффиксами, которые по-разному оформляли одно и то же исходное слово. Фамилия Коломыцева распространена в южнорусских и украинских регионах, что естественно для фамилии, связанной с западноукраинским городом.