Фамилия Локонцова образована от прозвища Локонец, а то, в свою очередь, — от слова «локон». Само слово пришло в русский язык из немецкого, где Locke означает «завиток, прядь волос». По определению В. И. Даля, локон — это «завитая или кольчатая прядка волос, кудрей». Прозвище Локонец, скорее всего, дали человеку с кудрявыми или вьющимися волосами — по самой заметной внешней черте.

Фамилия Локонцова — женская форма, мужской вариант — Локонцов. Она образована по продуктивной русской модели: к основе прозвища Локонец добавился суффикс -ов-, который в русской ономастике указывал на принадлежность («чей?»). Усечение конечного -ец при присоединении суффикса (Локонец → Локонцов) — типичное явление для разговорной речи, так произносить и писать было проще. Таким образом, фамилия буквально означает «потомок Локонца».

В отличие от фамилий на -ин, которые чаще образовывались от основ на -а/-я, фамилии на -ов типичны для основ, оканчивающихся на согласный. Это одна из самых распространённых моделей в русских фамилиях, что говорит о бытовом, а не искусственном происхождении фамилии Локонцовых. Встречается она преимущественно в центральных и южных регионах России, хотя точных данных о географии именно этой фамилии в открытых источниках мало.

Стоит отметить, что прозвище Локонец могло быть и не единственным вариантом — в русских говорах существовали и другие слова для обозначения кудрявого человека (Кудряш, Завиток, Кучерявец). То, что закрепилось именно слово немецкого происхождения, может указывать на регион бытования фамилии или на особенности местного говора. Потомок человека по прозвищу Локонец со временем получил фамилию Локонцов, и сегодня она хранит память о внешности предка — той самой приметной кудрявой пряди волос.