Фамилия Пестрецова происходит от прозвища или мирского имени Пестрец, а её основа — прилагательное «пёстрый», то есть «разноцветный, рябой, пятнистый». Такие прозвища на Руси давали не случайно, и за ними почти всегда стоит конкретная, зримая черта человека. Чаще всего Пестрецом называли того, чьё лицо было покрыто веснушками или рябинами — это самая простая и правдоподобная версия. Но прозвище могло прицепиться и к местному франту, любителю пёстрой, яркой одежды, который выделялся среди односельчан своим нарядом.

Не стоит сбрасывать со счетов и другой смысл слова «пестрец». В старину так называли гриб, растущий на дереве. Славяне подметили, что такие грибы живут долго, не боятся зимы и каждую весну появляются на том же самом месте, поэтому их связывали с долголетием и жизненной стойкостью. Если прозвище пошло от этого значения, то предок носителей фамилии мог получить его как пожелание долгой жизни или как насмешливое сравнение с цепким, живучим человеком.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна: суффикс -ов- указывает на принадлежность, то есть Пестрецова буквально означает «дочь или жена Пестреца». Такая форма характерна для фамилий, которые закрепились в женском роде, но исторически ведёт к главе семьи, носившему прозвище Пестрец.

Самые ранние свидетельства об однокоренных именах и прозвищах относятся к XV веку. В «Ономастиконе» С. Б. Веселовского упоминаются Пестрик, дьяк князя Андрея Васильевича Углицкого, Пеняй Пестриков, переяславский послушник середины XV века, а также новгородские помещики Пестриковы конца XV века. Любопытно, что в тех же документах встречаются Иван Семенович Пестрик Толызин и Пеструха Палецкий, сын Федора Пестрого. Эти записи показывают, что прозвища с корнем «пестр-» были распространены в разных слоях общества — от княжеских дьяков до помещиков и послушников.

Уже в XV–XVI веках в среде богатых и служилых людей фамилии начинают закрепляться и передаваться по наследству, обозначая принадлежность к конкретному роду. Так потомок человека по прозвищу Пестрец со временем получил фамилию Пестрецов, а его дочери и жёны стали писаться Пестрецовыми. В крестьянской среде, где фамилии оформились позже, этот процесс растянулся ещё на несколько столетий, но основа осталась той же — прозвище, данное по внешности, характеру или привычке, превратилось в родовое имя.