Фамилия Обвинцова — женская форма фамилии Обвинцов, и её разбор стоит начать не с корня, а с редкости суффикса. Перед нами не типичное -ов или -ин, а -ц-ов: основа «Обвин» плюс суффикс -ец (в форме родительного падежа — Обвинца), к которому добавили стандартный патронимический суффикс -ов. Такая модель встречается нечасто и обычно указывает на прозвище, образованное от названия жителя какой-то местности: Обвинец — «тот, кто родом с Обвины».

Сама основа «Обвин» почти наверняка связана с рекой Обва в Пермском крае. В старой русской топонимике реку могли называть Обвина (от коми-пермяцкого «ва» — вода), а жителя по ней — обвинец. Таким образом, первый носитель фамилии, скорее всего, происходил из бассейна Обвы — территории, которая в XVI–XVII веках активно осваивалась русскими крестьянами и солепромышленниками. Фамилия могла закрепиться за переселенцем, который в новом месте получил прозвище по прежнему месту жительства: «Обвинец» — выходец с Обвы.

Менее вероятна, но возможна версия от неканонического имени или прозвища Обвин, которое могло быть связано с диалектным глаголом «обвинять» или «обвивать». Однако топонимическое объяснение выглядит убедительнее: в русских фамилиях на -ец(-ов) почти всегда скрывается указание на географическое происхождение (ср. Кашинец — из Кашина, Ржевец — из Ржева). Фамилия Обвинцов (и Обвинцова, соответственно) — редкий пример, где суффикс -ец сохранился в основе даже после добавления -ов, что делает её заметной даже в ряду однокоренных фамилий.

Сословно носители фамилии могли быть и крестьянами, и посадскими людьми, и мелкими служилыми — точных данных о «гнезде» фамилии в переписях нет, но география подсказывает Прикамье.