Фамилия Трофимцева — женская форма от Трофимцев, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу выдает способ образования. Модель простая: в основе лежит имя Трофим (от греческого τροφή — «питомец», «вскормленник»), к нему добавили патронимический суффикс -ец, а затем родовой -ов. Получается Трофимец — так в русских говорах называли сына или потомка Трофима. Суффикс -ец в фамилиях встречается реже, чем привычные -ов или -ин, и обычно указывает на прозвищное или уменьшительное происхождение: Трофимец могло быть не просто «сын Трофима», а скорее «маленький Трофим» или «Трофимов парень» в бытовой речи. Затем форма Трофимцев закрепилась как фамилия, а Трофимцева — её женский вариант.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным регионам России, особенно к бывшим Курской, Орловской и Воронежской губерниям. Там имя Трофим было распространено среди крестьян и мещан, и прозвище Трофимец могло возникнуть как уличное, а потом перейти в официальный документ. В переписных книгах XVII–XVIII веков встречаются записи о крестьянах Трофимцовых и Трофимцевых, но массово фамилия закрепилась позже, после отмены крепостного права, когда бывшим крепостным давали фамилии по имени отца или деда.

Интересная деталь: фамилия Трофимцева часто соседствует с однокоренными Трофимов, Трофимкин, Трофименко, но суффикс -цев выделяет её на фоне более массовых вариантов. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования на -ец/-цев отнесены к типу, характерному для северных и центральных областей, но с оговоркой: в южных регионах они могли возникать под влиянием украинских говоров, где -ец — типичный уменьшительный суффикс. Если предки Трофимцевых жили на границе с Украиной, то фамилия могла нести оттенок «Трофимович» в местном произношении.

Спорных версий у фамилии почти нет: корень прозрачный, и связь с каноническим именем Трофим не вызывает сомнений. Редкость — в суффиксе, который делает фамилию не такой частой, как Трофимов, но и не уникальной. Носители фамилии Трофимцева — это в основном потомки тех самых Трофимовых сыновей, которые когда-то получили уличное прозвище и передали его в документах. Никакой тайны, только живая история русского именования, где уменьшительная форма стала официальной.