Фамилия Вахромцев образована от имени Вахромей, народной формы крестильного имени Варфоломей. В русском языке закрепилось несколько вариантов этого имени: Варфоломей, Вахрамей, Вахромей — через аканье и замену плавного «л» на «х». От основы Вахром- с помощью патронимического суффикса -ец появилось прозвище Вахромец, а от него — фамилия Вахромцев. Суффикс -ец в фамилиях встречается реже, чем -ов или -ин, и обычно указывает на происхождение от прозвища, а не от прямого имени: Вахромец — «сын Вахромея».

Само имя Варфоломей арамейского происхождения, означает «сын Фоломея» (то есть «сын вспаханной земли»). В православной традиции это имя носил один из двенадцати апостолов. Однако в крестьянской среде имя воспринималось как простое и привычное, без богословского подтекста. Вахромей было распространено в северных и центральных губерниях России, особенно в Вологодской, Костромской и Ярославской областях.

Фамилия Вахромцев встречается в основном в Поволжье и на Урале. По данным переписей XIX века, носители фамилии чаще всего были государственными крестьянами или мещанами. В архивах можно найти записи о Вахромцевых из Саратовской, Самарской и Пермской губерний. Встречаются и варианты написания — Вахрамцев, Вахромеев, Вахрушев, но Вахромцев — одна из самых устойчивых форм, сохранившая именно суффикс -ец.

Интересная деталь: в некоторых говорах имя Вахромей произносилось с ударением на первый слог — Вáхромей, отчего фамилия могла звучать как Вахромцев, а не Вахромцев. Это объясняет, почему в документах иногда путали написание. Но современная норма закрепила вариант с ударением на второй слог — Вахрóмцев.