Фамилия Мельенцовы — редкий пример, где исходное слово почти стёрлось, а суффикс сохранил чёткую модель. В основе лежит прозвище или неканоническое имя Мельенец. Что оно могло означать? Скорее всего, это форма от «мельян» или «мельеня» — в северных и сибирских говорах так называли медлительного, вялого человека, либо того, кто «мелет ерунду», то есть пустомелю. Вторая версия — связь с диалектным «мельё» (мелочь, дроблёное зерно), тогда прозвище мог получить мельник или торговец крупой. Третья, менее вероятная, — искажение фамилии Мелентьевы (от греческого имени Мелентий), но для этого нет фонетических оснований: «мельен-» не сводится к «мелент-» без потери согласного.

Суффикс -ец в основе (Мельен-ец) указывает на человека по характерному признаку или месту: так образовывали прозвища в XV–XVII веках. Затем к прозвищу добавили типичный русский патронимический суффикс -ов, и фамилия закрепилась в форме Мельенцов. Ударение, судя по произносительной традиции, падает на второй слог: Мелье́нцовы.

Фамилия крайне редкая. По переписям и адресным книгам XIX–XX веков её носители встречаются в основном в Вологодской и Архангельской губерниях — на территории бывшего Русского Севера. Это косвенно подтверждает первую версию происхождения: именно в северных говорах слово «мельеня» фиксируется как прозвище нерасторопного человека. В центральных и южных регионах России фамилия почти не зафиксирована.

Интересно, что в некоторых документах XVIII века встречается вариант написания Мельянцовы — с «я» вместо «е». Это не ошибка, а отражение живого произношения: в северных говорах «е» перед ударением часто переходило в «я» (так называемое «яканье»). Со временем написание унифицировалось, но разнобой в метрических книгах сохранялся до середины XIX века.

Сословно Мельенцовы, скорее всего, относились к государственным крестьянам или мещанам — дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано в родословных книгах. Известных исторических деятелей под этой фамилией нет, что типично для прозвищной фамилии узкого локального бытования: она обслуживала интересы одной-двух деревенских общин.