Фамилия Серединцева — редкий случай, когда географическая основа почти наверняка перевешивает прозвищную. В её ядре лежит не имя и не занятие, а топоним: название населённого пункта Серединец или Серединцы. Такие сёла и деревни встречаются в центральной России и на Украине, а их имя восходит к слову «середина» — место в центре чего-либо, возможно, срединное положение среди других поселений или же «середняк» в смысле среднего, не крайнего положения на карте.

Суффикс -цев- указывает на модель образования, типичную для фамилий из названий мест на -ец или -цы. Житель Серединца получал прозвище Серединец, а его потомки — фамилию Серединцев. Форма Серединцева — женский вариант, образованный по стандартному правилу русского языка. Мужской вариант — Серединцев.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с прозвищем Серединец, которое могли дать человеку, жившему в центре села, на «середине» улицы или занимавшему среднее положение в общине — не богач и не бедняк. Однако фамилии на -цев значительно чаще образуются от географических названий, чем от прозвищ, поэтому топонимическое объяснение выглядит предпочтительнее.

Фамилия не относится к числу дворянских или распространённых купеческих. Её носители, скорее всего, происходят из крестьянской или мещанской среды тех мест, где существовали деревни с корнем «серед-». В современных справочниках фамилия встречается редко, что говорит о её локальном происхождении — вероятно, большая часть Серединцевых до сих пор сосредоточена в регионах, где были те самые Серединцы.