Фамилия Велижанцева — женская форма от Велижанцев, а та, в свою очередь, образована от прозвища Велижанец. Прозвище указывало на географическое происхождение человека: так называли выходца из местности с названием вроде Велижанка, Велижаны или Велижка. Самый вероятный корень — топоним Велиж (город в Смоленской области, известный с XIV века) или производные от него названия деревень. Формант -ец в основе типичен для прозвищ переселенцев: «с Велижа» → «велижанец» → «Велижанец».

Модель образования фамилии проста и прозрачна: суффикс -ев присоединился к основе Велижанц- (после ц пишется е, а не о). Такой способ — «чей?» → «Велижанцев» — характерен для русских фамилий, возникших в среде крестьян и посадских людей в XVI–XVII веках. В отличие от фамилий на -ский, которые часто носили дворяне и духовенство, Велижанцев/Велижанцева указывает на простое происхождение: предок был не помещиком, а человеком, переселившимся из одного края в другой.

Редкость фамилии — в её суффиксальной части. Если бы прозвище звучало как Велижанин, фамилия стала бы Велижанинов. Но форма с -ец (Велижанец) встречается реже и говорит о том, что прозвище закрепилось именно в говорах, где -ец было активно как уменьшительное или указательное окончание. В ономастических словарях эта фамилия не упоминается среди частых, что подтверждает её локальный характер. Скорее всего, первые носители жили в северо-западных областях России — в окрестностях Велижа или Торопца.

Фамилия Велижанцева — не от имени, не от ремесла, а от места. И в этом её главная ценность: она хранит память о том, откуда родом был предок, хотя само селение могло давно исчезнуть или сменить название.