Фамилия Огорельцева образована от прозвища Огорелец, которое восходит к глаголу «огореть». Чаще всего на Руси так называли погорельца — человека, потерявшего при пожаре дом и имущество. Беда была делом обычным: деревянные города и сёла выгорали дотла, а уцелевший сосед получал меткое прозвище, которое закреплялось за ним и его детьми. Однако у прозвища есть и второе значение — так могли назвать очень смуглого, словно опалённого солнцем или огнём человека. Обе версии правдоподобны, и обе уходят корнями в народную наблюдательность.

Словообразовательная модель проста: к основе Огорелец добавили типичный русский суффикс -ев, указывающий на принадлежность роду. То есть Огорельцев — это «сын Огорельца», а Огорельцева — женская форма той же фамилии. Такая модель была одной из самых распространённых в XV–XVII веках, когда фамилии только начинали закрепляться у простых людей.

Существует и третья, менее очевидная версия: фамилия могла возникнуть от топонимов Огорелое или Огорелово. Такие названия не редкость в центральной России — их давали сёлам, возникшим на месте пожарищ или вырубок. Если предок происходил из такого места, его могли прозвать Огорельцем по названию родной деревни. Эта гипотеза слабее первых двух, но полностью исключать её нельзя, особенно для регионов, где такие названия встречаются.

В исторических документах попадаются родственные прозвища. С. Б. Веселовский упоминает Матвея Огорелку, ямщика из Вологды (1617 год), и Шемяку Истомина Огорелкова, москвича (1562 год). Эти записи показывают, что прозвища с корнем огорел- бытовали в разных слоях общества — и среди ямщиков, и среди служилых людей. Сама фамилия Огорельцева встречается преимущественно в северных и центральных областях России, что согласуется с вологодским следом в документах.

Прозвище Огорелец закреплялось за человеком как наиболее употребительное именование, вытесняя крестильное имя в быту. Со временем оно легло в основу фамилии, и потомки того, кого когда-то прозвали за обгоревший дом или тёмную от загара кожу, стали носить фамилию Огорельцева. Так фамилия, возникшая из житейского случая или внешней приметы, превратилась в семейный знак, который хранит память о предке и обстоятельствах его жизни.