Фамилия Устььянцев — один из тех случаев, где исходное географическое название скрыто за непривычным на слух суффиксом. В основе лежит не имя и не прозвище, а название реки или поселения. Корень — «Устье» или «Устья» (река в Архангельской области, приток Ваги). Человек, живший при устье реки или на берегу Устьи, получал прозвище Устья́нец или Устья́нин — «житель с Устьи». От этого прозвища и пошла фамилия по стандартной патронимической модели: Устьянец → Устьянцев (чей сын? — Устьянцева). Форма «Устььянцев» с двойным «ь» — результат позднего фонетического или орфографического изменения: мягкий знак в середине слова возник под влиянием произношения (Усть-янец) либо как графическая адаптация, чтобы сохранить мягкость согласного перед «я».

Суффикс «-ев» в окончании указывает на принадлежность: буквально «сын Устьянца». Сама фамилия — типично северорусская, с очагом бытования в Архангельской и Вологодской областях, а также в соседних регионах, откуда крестьяне и промысловики расходились по Уралу и Сибири. В переписных книгах XVII–XVIII веков нередко встречаются крестьяне с прозвищем Устьянин или Устьянец, но сама фамилия в документах закрепляется позже, к XIX веку.

Интересная деталь: фамилия Устьянцев (без «ь») встречается значительно чаще, и именно её фиксируют основные ономастические справочники. Вариант «Устььянцев» — более редкий, возможно, возникший из-за стремления писцов передать на письме йотированное произношение. Спор о происхождении здесь минимален: почти наверняка это «географическая» фамилия, а не от личного имени Устин (хотя внешнее сходство с Устиновым иногда вводит в заблуждение). Связь с рекой Устья подтверждается и концентрацией фамилии на Русском Севере.