Фамилия Колтунцев образована от прозвища Колтунец. Чаще всего её связывают с нарицательным «колтун» — болезнью, при которой волосы сваливаются в плотные неразделимые комки. Однако напрямую называть человека, страдающего этим недугом, было не принято. Скорее всего, прозвище носило «охранительную» функцию: надеясь, что сын вырастет красивым и здоровым, родители нарекали его Колтунцом, то есть давали имя с противоположным значением — от сглаза.

В славянских народных представлениях Колтун воспринимался как существо, живущее внутри человека: в глазах, шее, спине, груди, руках, ногах, сердце, жилах, мозгу и даже в животе. Белорусы верили, что этот дух есть у каждого, но проявляется он, только если его раздразнить или наслать порчу. Обращаясь к Колтуну, полагалось называть его ласково: «Мой колтунчик, не мучь меня». Причиной появления напасти могла стать летучая мышь, вцепившаяся в волосы, или птица, унёсшая вычесанные волосы и выстелившая ими гнездо. Поляки и украинцы считали, что Колтун прячется в зарослях бузины и может пристать к прохожему, а особенно к тому, кто срубит куст или отломит ветку в недобрый час.

У слова «колтун» есть и другие, бытовые значения. В архангельских говорах так называли серьги или подвески к серьгам — отсюда прозвище Колтунец мог получить торговец украшениями, то есть именование относилось к профессиональным. В западных губерниях колтунами иногда называли пельмени, поэтому прозвище могло достаться любителю этого блюда или искусному повару.

Модель образования фамилии проста: к основе прозвища Колтун- добавился суффикс -ец, а затем фамильный патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность потомку («чей?» — Колтунцев). Форма на -цев характерна для русских фамилий, образованных от прозвищ с конечным -ец. Таким образом, Колтунцев — это буквально «сын Колтунца», и исходное прозвище могло нести как обережный, так и профессиональный или бытовой смысл.