Фамилия Ванцевы, как и многие другие, образована от имени собственного. В её основе лежит имя Ванец — «маленький Ваня», где суффикс -ец имеет уменьшительное значение. Так в семье могли ласково называть младшего сына или ребёнка, носившего имя Иван. Само имя Иван (церковное Иоанн) пришло из древнееврейского и означает «милость Божья», но фамилия закрепилась не от него напрямую, а от его народной, бытовой формы.

Модель образования фамилии проста: к основе Ванец прибавили типичный русский суффикс принадлежности -ев, указывающий на родство. Таким образом, Ванцев — это буквально «сын Ванца» или «из семьи Ванца». Суффикс -ев, а не -ов, объясняется тем, что основа оканчивается на мягкий или шипящий звук (ц в данном случае даёт мягкое окончание).

В отличие от более частых фамилий вроде Иванов или Ванин, форма Ванцев встречается реже. Уменьшительный суффикс -ец придаёт ей оттенок прозвищности: возможно, предок носителя фамилии был не просто Ваней, а именно Ванцом — так могли звать ребёнка или взрослого, но с оттенком ласки или иронии. В некоторых говорах суффикс -ец мог также указывать на происхождение откуда-либо, но в данном случае более вероятно именно уменьшительное значение.

Географически фамилия Ванцевы не привязана к одной строго определённой местности, что типично для фамилий, образованных от распространённого имени. Процесс формирования таких фамилий был длительным и шёл в разных регионах независимо. Точную дату и место появления фамилии Ванцев установить сложно, но её структура и окончание -ев указывают на то, что она сложилась в среде, где русский язык уже имел устоявшуюся модель образования фамилий по отчеству.