Фамилия Никольцэв — редкий случай, когда написание почти полностью скрывает исходное имя. Если прочитать её на слух, скорее всего, возникнет вариант «Никольцев», но буква «э» в корне указывает на нерусское происхождение основы. Скорее всего, перед нами фамилия, образованная от имени Никольцэ — так в молдавской или румынской среде звучало бы уменьшительное от Николае (румынский аналог Николая). Суффикс -э вместо -е — характерная черта румынской орфографии, где буква «э» передаёт звук [e] после твёрдых согласных. Фамилия Никольцэв, таким образом, строится по русской патронимической модели (-ов/-ев), но от иноязычной основы: Никольцэ + -ев = «сын Никольцэ». Это типичный случай, когда переселенец из Бессарабии или Молдавии получал в русской среде фамилию по отцу, а его имя записывали на местный лад.

Вторая версия, менее вероятная, но допустимая: фамилия могла возникнуть из прозвища Никольцэ, где -цэ — уменьшительный суффикс, а основа восходит к слову «николь» (от имени Николай) или даже к диалектному «николь» (в значении «никогда»). Однако такое прозвище звучит искусственно и не имеет подтверждений в источниках. Гораздо правдоподобнее, что перед нами не прозвище, а именно адаптированное отчество.

Географически фамилия Никольцэв тяготеет к регионам, где исторически жили молдаване или румыны, но фамилия оформлена по-русски: юг Бессарабии, Одесская область, Приднестровье. Встречается она крайне редко — в базах данных переписей и телефонных справочников насчитывается не более нескольких десятков носителей. По сословному составу предки Никольцэвых, скорее всего, были крестьянами или мещанами, так как фамилии на -цэв (от румынских уменьшительных) редко встречаются среди дворянства.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Никольцев, Никольский, Никулицэ — показывает, что Никольцэв стоит особняком. Если Никольцев образован напрямую от Николь (русская форма), то Никольцэв сохраняет румынский суффикс, что делает её маркером этнического происхождения. В написании с «э» фамилия почти не подверглась русификации, и это её главная отличительная черта.