Фамилия Коцоевы — неоднозначный случай, где привычная русская модель словообразования накладывается на нерусскую основу. Внешне фамилия выглядит как типичная русская патронимическая: суффикс -ев присоединён к основе Коцо-. По такой схеме в русском языке образовывались фамилии от прозвищ или имён, оканчивающихся на -о: отсюда и форма Коцоев, а не Коцов.

Самый простой и лежащий на поверхности разбор отсылает к диалектному слову «коц» — грубое шерстяное покрывало с начёсом, разновидность одеяла или попоны. Прозвище Коцой могли дать либо тому, кто шил или продавал такие покрывала, либо человеку, который постоянно носил грубую шерстяную одежду. Это объяснение рабочее, но не единственное.

Проблема в том, что подавляющее большинство известных носителей фамилии — осетины. Самый знаменитый из них — Арсен Борисович Коцоев (1872–1944), один из основоположников осетинской художественной прозы, автор рассказов «Пятнадцать лет», «Бывает и так» и других, переведённых на русский язык. Его фамилия — осетинская, и здесь этимология уходит в сторону от русского «коца».

В осетинском языке есть слово «коц» (или «къоц») со значением «угол», «отрог», «выступ», а также «тупик». Прозвище Коцой могло указывать на человека, жившего в глухом, угловом месте — на краю села, в распадке между горами. В топонимике Осетии встречаются названия с этим корнем, что делает версию с географическим прозвищем правдоподобной.

Таким образом, перед нами не чисто русская фамилия, а осетинская по происхождению, которая при записи в русских документах получила стандартное фамильное окончание -ев. Русская версия с «покрывалом» не отменяет осетинскую: обе могли возникнуть независимо, но для Коцоевых-осетин «угловая» этимология выглядит убедительнее.