Фамилия Лобенцов образована от прозвища или нецерковного имени Лобенец. Основа здесь — «лоб», и в русских говорах словом «лобан» или «лобень» называли человека с большим, выпуклым лбом, а также упрямого, «лобастого» человека. Суффикс -ец в прозвище Лобенец указывал на носителя признака: «тот, кто лобаст». Далее к основе Лобенец прибавился типичный русский патронимический суффикс -ов, и фамилия стала означать «сын Лобенца» или «из семьи Лобенца».

В отличие от более частых фамилий Лобов, Лобанов, Лобачев, форма Лобенцов встречается заметно реже. Она сконцентрирована в северных и центральных регионах России — в Вологодской, Костромской, Кировской областях, где диалектное слово «лобенец» могло бытовать в значении «большеголовый» или «упрямец». Ономасты, в частности Б. Унбегаун в «Русских фамилиях», отмечают, что фамилии на -енцов (-енцев) типичны для северорусского ареала и часто возникали от прозвищ с уменьшительными или уничижительными суффиксами.

Поскольку фамилия недворянская, её носители в большинстве своём происходили из крестьян или посадских людей. Прозвище Лобенец могло закрепиться за конкретным человеком из-за внешности или характера, а затем перешло к потомкам как родовое имя. В документах XVII–XVIII веков, например в переписных книгах Русского Севера, можно найти упоминания крестьян с похожими прозвищами, но именно фамилия Лобенцов фиксируется в метрических книгах XIX века в Вятской и Вологодской губерниях.

Других версий происхождения, например от географического названия или иноязычного корня, для Лобенцова нет — основа прозрачна и лежит в русской лексике. Фамилия сохраняет живую связь с диалектным словом, которое сегодня почти вышло из употребления.