Фамилия Обиленцев образована от личного прозвища Обиленец и относится к распространенному типу русских фамилий, закрепившихся через суффикс -ев. Этот суффикс указывает на принадлежность: Обиленцев буквально означает «сын Обиленца», «из рода Обиленца». Сама фамилия звучит как притяжательное прилагательное, что типично для большинства русских родовых именований, сложившихся в XV–XVII веках.

Точное происхождение прозвища Обиленец спорно, и здесь есть несколько версий. По одной из них, оно связано с украинским глаголом «обілити» — «делать белым, отбеливать», а также «снимать шкуру с крупного зверя (лося, оленя)». Вероятно, прозвище относится к числу «профессиональных» именований, содержащих указание на деятельность основателя фамилии: он мог быть отбельщиком тканей или кожевником, либо охотником, промышлявшим крупного зверя. Эта версия выглядит правдоподобной, поскольку в славянской ономастике широко распространены фамилии, образованные от названий ремесел.

Вторая гипотеза выводит прозвище из древнерусского юридического термина «обеленный» — так называли крестьянина, освобожденного от податей и повинностей. В этом случае Обиленец — человек, получивший льготу, что было заметным событием в его биографии и давало повод для устойчивого прозвища.

Согласно еще одной версии, в основе лежит нарицательное «обилие» — «достаток, богатство, избыток материальных благ», а также «хлеб на корню и в земле». Тогда Обиленцем могли прозвать либо богатого, зажиточного человека, либо крестьянина-земледельца, у которого всегда был хороший урожай. Эта версия тоже имеет право на существование: прозвища, отражающие имущественное положение или род занятий, встречаются в русских фамилиях постоянно.

Стоит обратить внимание на редкое сочетание «обил-» в основе. Фамилии с этим корнем — Обиленцев, Обильнов, Обильный — встречаются заметно реже, чем фамилии от ремесел или крестильных имен. Это делает Обиленцевых интересным объектом для ономастики: сама форма прозвища нестандартна, и в каждом конкретном случае значение могло различаться в зависимости от местности и говора.

О точном месте и времени возникновения фамилии Обиленцев говорить сложно: процесс формирования фамилий был длительным, а письменные источники по крестьянским и посадским родам сохранились фрагментарно. Однако сам факт, что фамилия дожила до наших дней, говорит о том, что род Обиленцевых имел устойчивые корни, вероятнее всего, в центральной России или в регионах, граничащих с Украиной, где украинское влияние на говоры было сильным.