Фамилию Серцева можно разобрать сразу с двух сторон: по корню и по суффиксу. Корень «сердц-» (в диалектном произношении «серц-») указывает на прозвище Сердце или Серце. Так могли назвать человека с горячим, отзывчивым нравом, либо, наоборот, того, кто запомнился окружающим какой‑то историей, связанной с сердцем — например, храбростью или сердечной болезнью. В старых говорах слово «сердце» звучало как «серце» (без «д»), и это произношение закрепилось в фамилии.

Суффикс «-ев» в форме Серцева (женский вариант) указывает на принадлежность: «чей?» — Серцев. Мужская форма Серцев образована по типу «сын Серца» или «человек из рода Серца». Такая модель типична для русских фамилий, возникших от прозвищ или мирских имён, и не несёт в себе указания на сословие — её могли носить и крестьяне, и мещане, и духовенство.

Интересная особенность фамилии — её относительная редкость. В отличие от распространённых Сергеев или Сердюков, Серцев/Серцева встречается преимущественно в центральных и южнорусских областях, где сохранялось акающее произношение и выпадение «д» в сочетании «рдц». В письменных источниках XVIII–XIX веков фамилия фиксируется в Тульской, Рязанской и Воронежской губерниях.

Спорных версий происхождения у этой фамилии мало. Иногда её ошибочно связывают с польским «serce» (сердце) или с тюркскими корнями, но это натяжка: русская диалектная основа очевидна, а суффикс «-ев» однозначно указывает на восточнославянскую модель. Так что предки носительницы фамилии Серцева с высокой вероятностью были русскими крестьянами или посадскими людьми, получившими прозвище по душевному качеству или внешней черте.