Фамилия Небыльцов — один из тех редких русских родовых имен, чья основа вызывает удивление и сразу приковывает внимание. В её центре — слово «небыль», то есть выдумка, небылица, ложь или просто то, чего не было. Человек, получивший такое прозвище, мог быть рассказчиком невероятных историй, фантазёром или, напротив, человеком, которого подозревали во лжи. Второй вариант — прозвище могли дать младенцу, родившемуся в трудное время и выжившему вопреки ожиданиям («небыль» как чудо, которого не ждали). Оба значения укладываются в логику древнерусских прозвищ, которые часто давались по контрасту или по заметной черте характера.

Суффикс -ов указывает на типичную патронимическую модель: Небыльцов — это сын Небыльца. Форма «Небылец» (с суффиксом -ец) в данном случае вполне естественна: от слова «небыль» образовали прозвище, а затем от него — фамилию. В русской ономастике такие модели встречаются реже, чем простые притяжательные фамилии на -ов, что делает Небыльцовых носителями нестандартного словообразования. Похожие по структуре фамилии — Небылицын, Небывалов, Небытов — но Небыльцов стоит особняком из-за редкого суффикса -ец в основе.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным областям России. В дореволюционных переписях и метрических книгах Небыльцовы фиксировались в Вологодской, Костромской и Вятской губерниях. Это регионы, где прозвищные фамилии, отражающие личные качества, были особенно распространены среди крестьянского и посадского населения. Сословная принадлежность, скорее всего, была крестьянской или мещанской — дворянские фамилии редко строились от столь бытовых и нелестных основ.

Стоит отметить, что в говорах слово «небыль» могло иметь и нейтральное значение — «небывальщина», «сказка». Прозвище Небылец мог получить не лжец, а просто любитель рассказывать байки, весельчак, которым дорожили в компании. В этом смысле фамилия Небыльцов не несёт негативного оттенка, а скорее указывает на яркую, запоминающуюся черту предка.