Фамилия Панзеграф — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение почти наверняка связано не с исконно славянской традицией, а с западноевропейским влиянием. В основе лежит сложное слово, которое составлено из двух частей, нехарактерных для русских прозвищ.

Первая часть, «Панз-», скорее всего, восходит к немецкому или голландскому слову, обозначающему «брюхо» или «живот» (нем. Bauch или Panze — устаревшая форма, диалектный вариант). Вторая часть, «-граф», — это хорошо узнаваемый корень, означающий «пишущий», «чертящий» (от греч. grapho). Получается буквальное прозвище «брюхописец» или «животописец». Звучит гротескно, но в средневековой Европе такие составные фамилии-прозвища не были редкостью: их давали либо по шутливой аналогии с профессией, либо по внешнему признаку.

Самая правдоподобная версия — профессиональная. В немецких землях и Нидерландах в XVI–XVII веках словом Bauchgraf (или Panzegraf в диалектном произношении) могли называть художника, который специализировался на росписи пивных кружек, фаянсовой посуды или изразцовых печей. «Граф» здесь — не титул, а указание на ремесло (ср. Kupferstecher — гравёр по меди). Роспись по керамике была массовым промыслом, и мастер получал прозвище по характерному «животному» (выпуклому) боку кружки или кувшина, который он расписывал.

Вторая, менее вероятная версия, — антропометрическая. Так могли прозвать человека с большим животом, который любил что-то записывать или рисовать. В этом случае прозвище носило бытовой, ироничный характер и закрепилось за его потомками.

В Россию фамилия Панзеграф могла попасть с волнами иммиграции немецких ремесленников, которых приглашали при Петре I и Екатерине II. Судя по географической привязке, фамилия встречается в документах на юге России и в Поволжье — регионах, где исторически существовали немецкие колонии. Русский язык адаптировал её без изменений, сохранив исходное написание, что также указывает на позднее и нерусское происхождение.

По модели образования фамилия не вписывается в типичные русские патронимические формы на -ов, -ин или -ский. Она представляет собой готовое составное прозвище, застывшее в именительном падеже. Это «говорящая» фамилия, которая прямо указывает на занятие или особенность своего первого носителя — мастера, расписывавшего пивные кружки, или человека, получившего шутливое прозвище за любовь к рисованию и полноту.