Фамилия Пальцева в своей основе имеет прозвище Палец. В старину так могли назвать человека невысокого роста — это самое распространённое объяснение. Однако у слова «палец» было и другое, куда более конкретное значение: так называли зубец, который вставляли в обод колеса для захвата и вращения другого механизма. Эта деталь важна, потому что открывает вторую, ремесленную версию происхождения прозвища: вполне вероятно, что основатель рода Пальцевых занимался ремонтом экипажей, строил колёса или имел отношение к плотницкому делу. Потомок человека, носившего прозвище Палец, со временем получил фамилию Пальцева.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для русских фамилий: суффикс -ев присоединялся к основе, оканчивающейся на мягкий согласный (в данном случае — к слову «палец»), и указывал на принадлежность роду. Форма Пальцева — это женский вариант фамилии, а мужской выглядит как Пальцев. Такая пара характерна для фамилий, закрепившихся в среде крестьянства и мещанства, где прозвища отца переходили к детям без изменений.

Интересно, что фамилия не получила широкого распространения в дворянской среде — она звучит скорее как прозвищная, бытовая, что подтверждает её народное происхождение. Если версия о ремесле верна, то род Пальцевых мог быть связан с извозным промыслом или строительным делом в тех регионах, где активно использовались гужевые повозки. Впрочем, точную географию бытования фамилии проследить сложно: она встречается в разных областях России, но нигде не образует плотных гнёзд, что говорит о её относительно позднем закреплении.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Пальчиков, Пальцев — показывает, что все они образованы от одного прозвища, но с разными суффиксами. Пальчиков звучит уменьшительно-ласкательно и могло относиться к человеку с маленькими пальцами или к ребёнку, а Пальцев — более прямое, указывающее на взрослого носителя прозвища. В случае с Пальцевой мы имеем дело с той же основой, но без уменьшительного оттенка, что делает версию о росте или ремесле равноправной.

Если опираться на логику прозвищ, то вторая версия — о зубце колеса — выглядит даже правдоподобнее. Прозвища по физическим недостаткам или особенностям (низкий рост) давались часто, но они обычно звучали грубее и конкретнее: Малыш, Коротыш. А вот «Палец» в значении детали механизма — редкое, профессиональное слово, которое вряд ли бы пришло в голову случайному соседу. Поэтому, хотя обе версии имеют право на существование, версия о ремесле кажется более убедительной для человека, который искал точное и необычное прозвище мастеровому.