Фамилия Старокольцева — редкий пример, где в основе лежит не одно слово, а целое прозвище-словосочетание. Она явно образована от прозвища Старое Кольцо или Старокольцо. В таком имени обычно соединялись две характеристики: «старый» (опытный, бывалый или просто пожилой) и «кольцо» (предмет, либо переносное значение — круг, замкнутая группа людей). Носитель прозвища мог быть старейшиной в каком-либо «кольце» — например, в ремесленном или торговом кругу, в артели.

Суффикс -ев указывает на притяжательную модель: Старокольцев — сын Старокольца, то есть потомок человека с таким прозвищем. Фамилия стоит в женском роде (Старокольцева), но исходная мужская форма — Старокольцев. Это типичная «патронимическая» фамилия, каких большинство в русском ономастиконе, но её основа необычна: двусоставные прозвища вроде «Старое Кольцо» встречаются реже, чем однословные.

С географической точки зрения, фамилия скорее всего севернорусская или сибирская. В говорах Русского Севера и Урала слово «кольцо» употреблялось не только как украшение, но и как обозначение круга людей, сборища, хоровода. «Старое кольцо» могло означать «старая компания», «старый круг товарищей» — прозвище мог получить человек, который держался старых связей или возглавлял общину старожилов. В центральных и южных областях такое прозвище менее вероятно: там чаще использовали однословные формы.

В документах фамилия не частая, но встречается в записях XVII–XVIII веков на территории бывшего Архангелогородского разряда. В переписных книгах можно найти крестьян с прозвищем Старокольцо, которые позже закрепили за собой фамилию. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — скорее всего, предки были посадскими, крестьянами или казаками.

Единственная спорная версия — связь с географическим названием. На карте нет урочища Старое Кольцо, но в народной топонимике такие имена давали излучинам рек или старым городищам круглой формы. Однако прозвищная версия убедительнее: фамилия образована от личного прозвища, а не от названия места.