Фамилия Марцевая — яркий пример того, как географическая привязка и женская линия рода закрепились в официальном именовании. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий на -ов/-ев или -ин, которые образуются от мужских прозвищ, форма на -ая указывает на происхождение от прилагательного. Чаще всего такие фамилии давали людям по месту жительства или по характерному признаку, причем нередко они изначально закреплялись за женщинами, а затем передавались детям.

Основа «Марцев» восходит к мужскому имени или прозвищу Март. В старину Мартом могли называть человека, родившегося в марте, или же дать это имя в честь древнеримского бога войны Марса — через христианские святцы имя Март (Мартий) встречается в православных календарях. В украинской и южнорусской традиции имя Март могло быть сокращением от Мартын (Мартин) или Мартемьян. Таким образом, Марцевая буквально означает «принадлежащая Марту» или «из семьи Марта», но в форме женского рода.

Сама модель на -ая типична для западнорусских и украинских земель, где широко бытуют фамилии вроде Марченко, Мартыненко, но встречается и «окаменевшее» прилагательное. Фамилия Марцевая могла возникнуть как прозвище жены или дочери некоего Марца (разговорный вариант имени Март) — например, «Марцевая жена» или «Марцева дочь». Со временем окончание застыло, и фамилия перестала зависеть от пола носителя.

Встречается фамилия преимущественно на юге России и в Украине, особенно в регионах, где были сильны казачьи традиции. В реестрах запорожских казаков встречаются прозвища с корнем «Марц-», но точных документальных подтверждений именно этой формы мало. Редкость фамилии объясняется тем, что модель на -ая в русской ономастике уступает по частотности патронимическим суффиксам, а основа «Марцев» не получила широкого распространения.

Если опираться на словарь русских фамилий Б. Унбегауна, то фамилии на -ая, -ий часто возникали из прилагательных, обозначавших место жительства (например, Заозерский) или качество (Толстая). В случае с Марцевой мы имеем дело с притяжательным прилагательным, которое со временем стало фамилией. По сословной принадлежности предки могли быть крестьянами или казаками — дворянские фамилии на -ая обычно имели более длинную форму и заканчивались на -ский/-цкий.