Фамилия Колоярцева — женская форма фамилии Колоярцев. В основе обеих лежит прозвище Колояр. Его происхождение спорно, но наиболее убедительная версия связывает его с географическим объектом или местностью. В русских говорах «кол» — это не только заострённый шест, но и «одинокий», «холостяк» (сравните: «колоброд» — бродяга). «Яр» — обрыв, крутой берег, овраг. Таким образом, Колояр — человек, живший у одинокого яра, либо прозвище по названию урочища или селения. Вторая версия, менее вероятная, выводит фамилию из тюркских языков: «кол» (рука) + «яр» (обрыв) — смысл туманный, и для русской ономастики такое сочетание нетипично.

Модель образования фамилии проста: прозвище Колояр + патронимический суффикс -ев (Колояр + ев = сын Колояра). Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа прозвища оканчивалась на мягкий или шипящий согласный: «ярь» в корне даёт именно такой переход. Окончание -а в женской форме — стандартное указание на принадлежность к роду (жена или дочь Колоярцева).

Фамилия редкая. Встречается преимущественно в центральных и южных регионах России, где распространены овражный рельеф и топонимы с корнем «яр» (например, село Колояр в Саратовской области). Возможно, предки носителя фамилии получили прозвище по месту жительства — у обрывистого берега реки или вблизи оврага, поросшего кустарником. Сословной привязки нет: фамилия могла возникнуть и у крестьянина, и у служилого человека, если он владел землёй у «кола» (одинокого яра).

В документах XVII–XVIII веков фамилия не фиксируется — это указывает на её позднее оформление, вероятно, в XIX веке, когда крестьянам массово присваивали фамилии по месту жительства или прозвищу. Известных носителей с этой фамилией в истории нет, что характерно для локальных, недворянских родов.