Фамилия Устеленцева — женская форма мужской фамилии Устеленцев. Её основа — прозвище или нецерковное имя Устеленец, которое восходит к глаголу «устелить» (устаревшее «устлать», покрыть, разложить). В русских говорах «устеленец» могло означать человека, который стелет, настилает что-либо — например, сено, солому, половики. Но есть и более конкретная версия: в некоторых регионах так называли мастера, кладущего печь или пол («устелить пол» — настелить доски). Таким образом, предок носительницы фамилии мог быть плотником или печником.

Словообразовательная модель здесь нетипична. Суффикс -ец образует название лица по действию (ср. «купец» от «купить», «певец» от «петь»), но в основе лежит приставочный глагол «устелить». Фамилии на -енцев встречаются реже, чем на -ов или -ин, и обычно указывают на прозвище, а не на отчество от крестильного имени. В данном случае суффикс -енц- (в форме Устеленцев) — это вариант суффикса -ец после основы на -ен, что характерно для севернорусских и сибирских говоров. Сравните: Колесников — от «колесник», но Устеленцев — от «устеленец», где конечное -ец перешло в -енц- под влиянием местного произношения.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Уралу. В переписях XIX века Устеленцевы встречаются среди государственных крестьян Пермской и Вятской губерний. В этих краях было развито плотницкое дело и печное ремесло, что косвенно подтверждает профессиональную версию. Встречается и вариант написания Устелинцев — с чередованием е/и в корне, что связано с аканьем или диалектным произношением.

По сословной принадлежности предки Устеленцевых, скорее всего, были крестьянами или мастеровыми. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В справочниках Б. Унбегауна эта фамилия не упоминается — она слишком локальная, что делает её особенно интересной для семейной истории: её носители, вероятно, долго жили на одной территории, не смешиваясь с пришлым населением.