Фамилия Папельцева — женская форма, а исходная мужская — Папельцев. С первого взгляда она кажется производной от «папельцы» или «папельца», но в русском языке таких слов нет. Корень здесь — «папель», и это один из тех случаев, когда фамилия хранит память о личном прозвище, а не о профессии или географическом названии.

Словообразовательная модель проста: основа «Папель» плюс суффикс -цев. Суффикс -цев (-цов, -ев) в русских фамилиях типичен для патронимов, образованных от прозвищ или мирских имён, оканчивающихся на -ец или -ель. «Папель» могло быть диалектным вариантом имени или прозвища. Самая вероятная версия — связь с ласкательной формой имени Павел. В народной речи Павел превращался в Пашу, Павлю, Павлушу, а в некоторых говорах — в Папеля (ср. с украинским «Папій» или польским «Papież» — «папа», но это другое). Прозвище «Папель» могли дать человеку, который напоминал кого-то по имени Павел, или же это было уменьшительное имя для ребёнка.

Менее правдоподобная, но возможная версия — от слова «папель» как варианта «папиль» (от фр. papillon — бабочка) или «папье» (бумага), но в русской ономастике такие заимствования редки и обычно не дают фамилий на -цев. Скорее всего, перед нами фамилия, возникшая в среде крестьян или мещан центральной России, где суффикс -цев был распространён при образовании фамилий от прозвищ на -ель (ср. Кашельцев, Козельцев). Географически фамилия Папельцевы встречается в основном в Поволжье и на Урале, что указывает на позднее закрепление — в XVIII–XIX веках, когда фамилии активно давали бывшим государственным и помещичьим крестьянам.

Однокоренных фамилий в русском языке немного: Папель, Папелин, Папельский. Все они, скорее всего, восходят к тому же источнику — имени Павел или его диалектному варианту. Таким образом, Папельцева — это «внучка Папеля», а сам Папель — человек, которого в семье или в деревне называли ласково или в шутку, переделав имя Павел на местный лад.