Фамилия Собронцева — женская форма фамилии Собронцев. В основе её лежит мужское каноническое имя Соброн. Это просторечная, народная форма церковного имени Софроний (греч. sophron — «здравомыслящий, благоразумный»). В русской традиции имя Софроний нередко сокращали и переделывали: Соброн, Софрон, Сахрон. Фамилии, образованные от таких обиходных форм, встречаются чаще, чем от полного имени, — именно они закрепляли повседневное звучание.

Суффикс -цев указывает на модель образования от имени или прозвища, оканчивающегося на -ец. Собронец — человек, которого в семье или в окружении называли производной формой от Соброн. Соответственно, Собронцев — «сын Собронца» или «потомок человека по прозвищу Собронец». Такой способ словообразования (с суффиксом -ец и последующим -ев) характерен для центральных и южнорусских говоров. В северных регионах чаще встречается вариант Собронцов (с твёрдым окончанием).

Интересно, что фамилия Собронцев (и Собронцева) не так распространена, как однокоренные Софронов или Софронцев. Это говорит о том, что форма Соброн бытовала локально, возможно, в определённой местности — например, в рязанских или владимирских землях, где любили «акающее» произношение и упрощение групп согласных. Носитель фамилии мог быть потомком крестьянина или посадского человека, которого в документах записали через просторечный вариант имени, что не редкость для XVII–XVIII веков.

Если рассматривать редкий случай, основа Соброн- могла возникнуть и от мирского прозвища, не связанного с крестильным именем: в диалектах «соброн» — собранный, складный, возможно, человек с хорошей статью. Но первая версия, от Софрония, остаётся основной и подтверждается типовой моделью образования русских фамилий.