Фамилия Сергейцева — женская форма, а мужская, Сергейцев, образована по редкой, но показательной модели. В русской ономастике фамилии на -цев обычно возникали от прозвищ или имен, оканчивающихся на -ец. Здесь основа — каноническое имя Сергей (церковное Сергий, от римского родового Sergius — «высокий», «почтенный»). Но почему не привычные Сергеев, Сергиев или Сергеичев? Дело в том, что в народной речи имя нередко приобретало уменьшительно-ласкательную или обиходную форму Сергеец. От неё и пошло отчество: «чей ты?» — «Сергейцев сын», то есть сын Сергейца. Такой путь типичен для северных и центральных регионов России, где суффикс -ец активно использовался в бытовых именованиях.

С точки зрения словообразования, фамилия Сергейцев (и Сергейцева) входит в группу патронимических фамилий — тех, что прямо указывают на имя отца. Суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или -й, что и произошло: Сергеец → Сергейцев. Интересно, что параллельно существовала форма Сергейцов (с ударным окончанием), но она встречается реже и скорее характерна для южнорусских говоров. В переписях XIX века фамилия Сергейцев фиксируется в Вологодской, Костромской и Вятской губерниях — там, где имя Сергей было особенно популярно среди крестьян и мещан.

Встречается и альтернативная версия: не от имени, а от прозвища Сергеец, которое могли дать человеку, чем-то напоминавшему святого Сергия Радонежского — например, смиренным нравом или монашеским обликом. Но эта гипотеза слабее: прозвища от имён святых в русской среде обычно не образовывали фамилий с суффиксом -цев, предпочитая -ов или -ин. Поэтому основная версия — прямая патронимическая связь с именем.

Фамилия не относится к аристократическим: её носители в большинстве своём — крестьяне и посадские люди, что подтверждается архивными записями. В советское время фамилия не утратилась, но осталась относительно редкой: по данным переписи конца XX века, Сергейцевы и Сергейцевы компактно проживают в Поволжье и на Урале. Женская форма Сергейцева, как и положено, склоняется по правилам прилагательного: нет Сергейцевой, дать Сергейцевой.