Фамилия Пажельцева, скорее всего, восходит к прозвищу, связанному с диалектным словом «пажель» или «пажить». В русских говорах «пажить» — это пастбище, луг, место выпаса скота. Человек мог получить прозвище Пажелец по роду занятий — пастух, владелец скота или тот, кто жил у пастбища. Основа «пажель» встречается в псковских и тверских говорах в значении «луг, сенокосное угодье». Таким образом, фамилия образована по модели «прозвище + суффикс -ев» (Пажельцев), указывающая на принадлежность к роду Пажельца.

Словообразовательная цепочка выглядит так: «пажель/пажить» → «Пажелец» (прозвище) → «Пажельцев» (сын Пажельца). Суффикс -ев типичен для русских фамилий, образованных от прозвищ на мягкий согласный или -ец. Женская форма Пажельцева — это вариант, закреплённый за женщинами в официальных документах, но по происхождению она означает «дочь или жена Пажельцева».

Географически фамилия редкая и, вероятно, имеет локальное распространение. Основываясь на диалектной лексике, можно предположить, что корни фамилии лежат в северо-западных или центральных областях России — там, где слово «пажить» было в ходу. Альтернативная, менее вероятная версия связывает фамилию с личным именем Павел через народную форму «Пажа» (уменьшительное от Павел), но тогда ожидалась бы фамилия Пажев, а не Пажельцев. Форма с суффиксом -ель- указывает именно на прозвищное происхождение, а не на имя.

Сословная принадлежность носителей фамилии не зафиксирована в общих источниках, но, как и большинство фамилий на -ев, образованных от прозвищ по занятию, она могла принадлежать крестьянам или мещанам. В современных базах данных фамилия встречается единично, что подтверждает её редкость и узкую географию.