Фамилия Кольсеев — редкая и неоднозначная с точки зрения происхождения. На первый взгляд её основа напоминает слово «кольцо» или «кольчуга», но морфологический разбор указывает на другую, более сложную историю.

Суффикс -ев указывает на притяжательное значение: «чей?» — Кольсеев. Это отчество или прозвище отца, образованное от личного имени или прозвища Кольсей. Само имя Кольсей, скорее всего, является народной, диалектной формой канонического имени Николай. В русских говорах имя Николай нередко трансформировалось в Миколай, Колька, а в некоторых регионах — в Кольсей (ср. с вариантами Кольша, Кольса). Таким образом, Кольсеев — это «сын Кольсея», то есть потомок человека, которого в быту звали Кольсеем.

Менее вероятна, но возможна версия от прозвища, связанного с ремеслом или внешностью. Если в основе лежит диалектное слово «кольсей» (например, так могли называть человека, который занимался изготовлением колец, кольчуг или имел какую-то особенность, связанную с кольцами), то фамилия могла возникнуть из профессионального прозвища. Однако в доступных словарях русских говоров такое слово не фиксируется, что делает эту гипотезу слабой.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным регионам России, где были распространены формы имени Николай с суффиксом -сей. Встречается она крайне редко, что говорит о локальном происхождении — вероятно, в одном-двух селах родоначальник с таким именем дал начало целой ветви.

Сословная принадлежность Кольсеевых не определяется однозначно. Это могла быть крестьянская или мещанская фамилия, так как в дворянской среде такие «простые» отчества встречались редко. Таким образом, предки носителя фамилии — скорее всего, вольные крестьяне или ремесленники, чье прозвище или имя закрепилось в официальных документах.