Фамилия Косвинцев отсылает к географическому названию — реке Косва (или Косьва) в Пермском крае. Это левый приток Камы, берущий начало на западном склоне Урала, из Косвинского камня. В XIX веке по Косве сплавляли не только лес, но и жерновой камень, уголь и металлы — река имела хозяйственное значение. У неё много притоков с характерными для уральской гидронимии названиями: правые — Тылай, Тыныль, Куренка, Рашковка, Кярь, Кызела; левые — Кырья, Тулунка, Ослянка и Вильва.

Прозвище Косвинец, скорее всего, давали человеку, который жил на берегу Косвы или был оттуда родом. Такие прозвища по рекам — распространённая модель на Русском Севере и Урале: с суффиксом -ец и последующим притяжательным суффиксом -ов фамилия приобрела форму Косвинцев. То есть буквально «сын того, кто с Косвы».

Словообразовательная модель простая: основа Косвин(ец) → Косвинцев. Суффикс -ец указывал на принадлежность к местности, а -ов закрепил фамилию в патронимической форме. Фамилия недвусмысленно указывает на уральские корни рода. Встречается она в основном на Урале и в соседних регионах, что подтверждает связь с пермской гидронимией.

Альтернативных версий происхождения у фамилии Косвинцев практически нет: основа прозрачна, а других значений у слова «косвинец» в русских говорах не зафиксировано. Так что носитель фамилии почти наверняка ведёт род от человека, который в XVII–XIX веках жил на реке Косве, вероятно, занимался лесосплавом или добычей камня.