Фамилия Огорельцев образована от прозвища Огорелец, и в её основе лежит глагол «огореть». Чаще всего так на Руси называли погорельца — человека, потерявшего в огне дом и имущество. Но прозвище могло закрепиться и по другой причине: так могли прозвать очень смуглого, будто обожжённого человека. Обе версии ведут к одному корню, и обе по-своему правдоподобны, ведь прозвища отражали либо обстоятельства жизни, либо внешность.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна: прозвище Огорелец плюс типичный для русских фамилий суффикс принадлежности -ев. Такой суффикс указывал на родство: Огорельцев — это сын, потомок Огорельца. Фамилия укладывается в распространённую схему, по которой от прозвища отца образовывали фамилию для всей семьи.

У С. Б. Веселовского встречаются родственные прозвища и фамилии, что подтверждает давнюю традицию бытования этого корня. В его записях упоминаются Матвей Огорелка, ямщик из Вологды (1617 год), и Шемяка Истомин Огорелков из Москвы (1562 год). Эти примеры показывают, что прозвища с корнем «огорел-» были в ходу уже в XVI–XVII веках, причём в разных регионах — от Вологды до Москвы. Значит, фамилия Огорельцев могла возникать независимо в разных местах, а не только в одной местности.

Есть и третья, менее обязательная версия: связь с топонимами вроде Огорелое или Огорелово. Такие названия сёл и деревень тоже происходят от «огореть» — например, от выгоревшего леса или пожарища. Если предок был выходцем из такого места, прозвище Огорелец могло указывать на его происхождение. Но эта версия уступает первым двум: прозвища по личным качествам или событиям встречаются чаще, чем по названию деревни.

Итоговое оформление фамилии заняло время. Прозвище Огорелец закрепилось за человеком как основное именование, а уже потом его потомки стали писаться Огорельцевыми. Точное время и место возникновения фамилии назвать сложно: процесс шёл постепенно и не имел привязки к одной точке на карте. Окончательные выводы возможны только после серьёзных генеалогических изысканий с привлечением архивных документов.