Фамилия Костальцевы — редкий случай, когда у прозвища-основы есть две совершенно разные версии происхождения, и обе имеют право на существование. Первая, бытовая, выводит прозвище Косталец от слова «кость». Так на Руси могли прозвать очень худого, костлявого человека — того, у кого, как говорили, «торчат кости». Прозвища по внешнему виду давали часто, и эта версия лежит на поверхности. Вторая версия уводит в книжную, семинарскую среду. Согласно ей, фамилия имеет искусственное происхождение и восходит к латинскому Castalia — Касталия, Кастальский ключ. В античной мифологии так назывался источник на горе Парнас, посвященный Аполлону и музам. Водой из него омывались паломники перед входом в Дельфийский храм, а сама нимфа Касталия, по легенде, бросилась в этот источник, спасаясь от преследований бога. В семинариях было принято давать будущим священникам «благозвучные» фамилии, образованные от латинских или греческих корней, и Костальцев могла стать одной из них.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: основа Костал- (от Косталец) плюс типичный русский патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Костальца). Суффикс -ец в прозвище Косталец мог выполнять уменьшительную или характеризующую функцию, закрепляя признак за человеком.

Какая из версий правдоподобнее — вопрос открытый. С одной стороны, прозвища от «кости» встречаются повсеместно (ср. фамилии Костин, Костяев, Косточкин). С другой — форма именно Косталец, с суффиксом -ец, не самая частая для прямого прозвища по худобе, что делает семинарскую гипотезу вполне весомой. В любом случае, фамилия Костальцевы — это не просто указание на предка, а возможный след либо народной наблюдательности, либо книжной образованности. Окончательно определить, какая из версий верна для конкретной семьи, можно только через генеалогические изыскания, изучая сословную принадлежность и географию первых носителей.