Фамилия Колтунцова — женская форма фамилии Колтунцов. Её основа — слово «колтун», которое в русских говорах имело два совершенно разных значения. Первое, самое распространённое — болезнь волос, когда они сбиваются в плотный, трудно расчёсываемый ком. Второе, гораздо более редкое — диалектное название растения, например, некоторых видов полыни или чертополоха.

Словообразовательная модель здесь простая и прозрачная: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей сын?» — Колтунцов), то есть «сын Колтуна». Само прозвище Колтун могли дать человеку по внешнему признаку — за неопрятную, спутанную шевелюру. Однако в крестьянском быту прозвища часто носили не обидный, а охранительный или ироничный характер: назвав ребёнка Колтуном, родители как бы «отводили» от него настоящую болезнь.

Гораздо интереснее версия, связанная с растением. Если прозвище Колтун дали травнику, знахарю, который лечил колтун (болезнь) именно этими травами, или человеку, жившему у зарослей такого растения, — фамилия приобретает профессиональный оттенок. Эта версия правдоподобнее, потому что прямых свидетельств массового использования прозвища «Колтун» для обозначения неряхи в документах XVI–XVII веков почти нет, зато фитоним «колтун» в северных и сибирских говорах зафиксирован надёжно.

Фамилия Колтунцов — относительно редкая. Её географическое ядро, скорее всего, связано с северо-восточными областями России, где слово «колтун» в значении «трава» бытовало активнее всего. Встречается она и на Урале, и в Сибири — в местах, куда переселенцы приносили свои говоры и прозвища.

Сословно предки носителей фамилии Колтунцовы — почти наверняка крестьяне или посадские люди. Дворянских родов с такой фамилией в «Бархатной книге» и других родословных сборниках нет. Суффикс -ов- указывает на центральнорусскую или северорусскую модель образования фамилий, что тоже говорит о крестьянском или мещанском происхождении.