Фамилия Марганцева образована от прозвища или нецерковного имени Марганец. В русском языке слово «марганец» известно с XVIII века, но в бытовой речи оно могло закрепиться и раньше как прозвище. Скорее всего, прозвище дали человеку с тёмным, почти чёрным цветом волос или кожи — по сходству с цветом марганцевой руды. Такие прозвища по цвету (Черныш, Беляк, Рыжий) были обычны на Руси, но Марганец стоит особняком: это не просто «тёмный», а именно «чёрный, как руда», что указывает на яркую внешнюю примету.

Другая возможная версия — профессиональная. Марганцем могли прозвать горняка или рудокопа, который добывал эту руду. Однако марганцевые месторождения в России разрабатывали в основном на Урале и в Сибири, и фамилия географически привязана к этим регионам. В центральных и южных губерниях она встречается реже, что подтверждает связь с горным делом.

Сама модель фамилии — суффикс -ев- — указывает на принадлежность: Марганцев — сын Марганца. Окончание -а в женском варианте Марганцева — грамматическая норма, а не смысловой элемент. Фамилия относительно редкая, и её носители, скорее всего, происходят из среды мастеровых или крестьян, занятых в добыче и переработке руд. В дворянских родословных она не зафиксирована.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Марганцов, Марганцкин — то Марганцева стоит ближе к исходному прозвищу без уменьшительного суффикса. Это говорит о том, что прозвище закрепилось за взрослым человеком, а не за ребёнком.