Фамилия Тульцев — один из тех случаев, где форма не совпадает с ожидаемым содержанием. На слух она кажется «географической»: похожа на Тульский, Тульцев — почти как туляк, житель Тулы. Но словообразовательная модель говорит об обратном. Суффикс -ев (а не -ск-) и окончание -цев указывают на отчество от прозвища или имени, а не на происхождение из города.

В основе фамилии лежит не топоним «Тула», а личное имя или прозвище Тулец. В русской ономастике известен ряд уменьшительных форм от канонических имён с суффиксом -ец: Иванец, Петрец, Ванец. Тулец могло быть производным от имени Тул, которое, в свою очередь, является сокращением от крестильного имени Анатолий (в просторечии — Толя, Тулька, Туля). Таким образом, Тульцев буквально означает «сын Тульца», то есть потомок человека по имени Тулец.

Версия о связи с ремеслом или прозвищем тоже имеет право на существование. В северных и центральных говорах слово «тул» означало колчан для стрел, а «тулец» — мастера, который делал колчаны. Однако эта гипотеза менее вероятна: фамилии на -цев от названий профессий обычно образуются напрямую (Стрельцов, Кузнецов), а не через уменьшительную форму. Промежуточное звено «тулец» в значении «колчанщик» нигде не зафиксировано как устойчивое прозвище.

Фамилия редкая и локальная. Основной ареал — не Тульская область, а Поволжье и Приуралье, особенно Пермский край и Кировская область. Это объясняется тем, что фамилии на -цев вообще характерны для севернорусского и волжского регионов, а не для центра. Тульцев мог появиться в среде крестьян или посадских людей, где отчество от внутрисемейного имени было нормой.

В написании фамилии возможна вариативность: в старых документах встречается Тульцов (под влиянием аканья или по аналогии с типичными фамилиями на -ов). Современная форма закрепилась с -ев, что говорит о происхождении от основы на мягкий согласный (Тулец).