Фамилия Сизонцева — женская форма фамилии Сизонцев. В её основе лежит прозвище или неканоническое имя Сизонец, а то, в свою очередь, восходит к прилагательному «сизый». В русских говорах «сизый» означало не только цвет (серо-голубой), но и «седой», «покрытый сединой». Человек с заметной сединой в волосах или с сизым отливом кожи (например, от холода или болезни) вполне мог получить прозвище Сизой, от которого через суффикс -ец (указывающий на принадлежность: «сын Сизого») образовалось Сизонец. Модель типична для северных и центральных областей России, где патронимы на -ец были распространены.

Суффикс -цев в фамилии — это вариант более привычного -ов/-ев после основ на -ц. В старину фамилии от прозвищ на -ец часто записывали как Сизонцев (с выпадением гласной). То есть Сизонцев — буквально «сын Сизонца». Встречается и параллельная форма Сизонцов, но Сизонцев грамматически точнее отражает исходную основу. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская: в среде простых людей такие прозвищные фамилии были обычны, а вот у знати они почти не встречались.

Географически фамилия Сизонцев (и её женская форма) тяготеет к Рязанской, Тамбовской и Воронежской областям. В этих краях прозвище Сизой было особенно употребительно, и от него пошли целые гнёзда родственных фамилий: Сизов, Сизый, Сизяков. Сизонцева — одна из менее частых, но показательных: она сохранила архаичный суффикс -ец, который в более поздних фамилиях вытеснялся простым -ов.

Если говорить о возможном занятии предка, то прозвище не указывает на ремесло. Скорее всего, Сизонец был просто заметным внешне человеком — седым рано или с характерной внешностью. Никаких документальных свидетельств о знатных носителях этой фамилии в истории нет, что подтверждает её народное, «прозвищное» происхождение.