Фамилия Лавренцева — женская форма от мужской Лавренцев, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель «Лаврентий + -ев» указывает на прямое происхождение от полного церковного имени Лаврентий (от латинского Laurentius — «житель города Лаврента» или «увенчанный лавром»). Это не уменьшительная форма, а именно притяжательное прилагательное, отвечавшее на вопрос «чей?»: сын Лаврентия. Фамилии на -ев, а не на -ов, типичны для основ, оканчивающихся на мягкий согласный или «й», что здесь и соблюдено.

Интересная деталь: в русской ономастике фамилия Лавренцев встречается заметно реже, чем более распространённые Лаврентьев или Лавренов. Причина — необычная для фамильного суффикса форма с «ц» перед -ев. В имени Лаврентий звук «ц» возникает в косвенных падежах (Лаврентия, Лаврентием), но в основе фамилии он закрепился как архаичный вариант. Это говорит о том, что фамилия могла сложиться не в центральных регионах, а на периферии, где церковные имена адаптировались по-своему, или что она зафиксировала редкую просторечную форму имени — Лавренца.

Географически фамилия Лавренцева тяготеет к северным и вологодским землям, а также к старообрядческим общинам. Там нередко встречаются фамилии, которые в XIX веке записывали «на слух», без строгого следования книжной норме. Социально носители фамилии, скорее всего, происходили из крестьян или мещан, поскольку дворянские роды обычно оформляли фамилию по более стандартному образцу — Лаврентьевы.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями: Лаврентьев — самая частая, Лаврин — от сокращённой формы, Лавров — от названия растения или имени Лавр. Лавренцев стоит особняком: она сохранила редкий суффиксальный переход, который не прижился в литературном языке. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные модели упоминаются как свидетельство живой народной речи, где церковное имя «обкатывалось» до бытового удобства.