Фамилия Обгольцева — женская форма фамилии Обгольцев. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Обголец. Слово «обголец» в русских говорах могло означать человека, который «обголился», то есть обрился, сбрил бороду или волосы. В крестьянской среде, где ношение бороды было нормой, человек, ходивший бритым, сразу получал прозвище — Обголец. Это же слово могло относиться к бедняку, «обголевшему» до нищеты, то есть оставшемуся без имущества, «голому». Обе версии правдоподобны, но первая (связь с бритьём) более конкретна и характерна для прозвищ по внешнему признаку.

Модель образования фамилии типична для центральной России. Суффикс -ев присоединился к основе на -ец: Обголец → Обгольцев (с беглой гласной «е»). Такой суффикс указывает на принадлежность: Обгольцев — сын Обгольца. Фамилия встречается преимущественно в южнорусских и поволжских регионах, в частности в Воронежской области, что подтверждают данные современных телефонных справочников. Встречается и вариант написания через «а» — Обгальцев, но он менее распространён и, скорее всего, возник из-за акающего произношения.

Редкость фамилии объясняется необычной основой: слово «обголец» вышло из активного употребления. В отличие от массовых фамилий на -ов от крестильных имён, Обгольцев сохранила прямую связь с конкретным бытовым прозвищем. Родственные фамилии — Гольцев, Голиков, Обгольский — имеют ту же корневую семантику «голый, оголённый», но образованы от разных форм того же корня.