Фамилия Лукьянцов — один из тех случаев, когда суффикс сразу указывает на регион происхождения. В отличие от привычных по центральной России Лукьяновых, форма на -цов характерна для северных и северо-восточных говоров, особенно для бывших Вологодской, Архангельской и Вятской губерний. Там патронимы (отчества) нередко оформляли не через -ов/-ев, а через -цов: Лукьянцов значит «сын Лукьянца», а Лукьянец — уменьшительная форма от крестильного имени Лукиан (в народном произношении Лукьян).

Само имя Лукиан восходит к латинскому Lucianus — «светлый», «принадлежащий свету». В святцах оно числилось как полное церковное имя, но в быту его постоянно «сокращали»: Лукьян, Лукьянка, Лукьянец. Именно от последнего варианта и пошла фамилия. Если бы предка звали просто Лукьян, мы бы получили Лукьянова. Лукьянцов — это указание на то, что в семье использовали ласковую или обиходную форму, что для крестьянской среды было нормой: полным именем называли редко, чаще уменьшительным.

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование, — происхождение от прозвища Лукьянец, которое могли дать жителю села Лукьяново или выходцу из мест, где имя Лукьян было особенно популярно. Однако в ономастике принято считать, что патронимические фамилии на -цов вторичны по отношению к личному имени, а не к топониму, если нет прямых документальных подтверждений.

Сословно фамилия однозначно крестьянская. Дворянские роды с таким окончанием встречаются редко, и Лукьянцовы — не исключение. В переписях XVII–XVIII веков носители фамилии фиксируются в основном среди черносошных крестьян Русского Севера и государственных крестьян Поволжья. К XIX веку часть Лукьянцовых переселилась на Урал и в Сибирь, что подтверждается современной географией: фамилия до сих пор заметно чаще встречается в Кировской, Архангельской областях и Пермском крае, чем в южных регионах.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает точнее понять модель. Лукьянцев (с суффиксом -ев) — тот же случай, но с другим окончанием, характерным для южнорусских говоров. Лукьянов — самая распространенная форма, «общерусская». Лукьянчиков — уже от двойного уменьшительного (Лукьянчик). Лукьянцов стоит в этом ряду как яркий маркер северной диалектной традиции, где отчества с -цов были в ходу наравне с -ов.