Фамилия Воробцова — женская форма фамилии Воробцов. В её основе лежит нецерковное имя или прозвище Воробей, которое было распространено в XV–XVII веках. Птичьи имена в ту пору давали не от бедности фантазии, а по древней славянской традиции: считалось, что имя-оберег, взятое у мелкой и юркой птицы, передаст ребёнку её качества — ловкость, проворство и жизнестойкость. В народной культуре воробей также прочно ассоциировался с мужественностью и семейным укладом.

Со временем имя Воробей в некоторых говорах и под влиянием соседних языков изменило форму. Скорее всего, решающую роль сыграло украинское название птицы — «горобец». От него образовалась уменьшительная или обиходная форма Воробец. Следом за этим и фамильный суффикс сменил звучание: вместо ожидаемого Воробьёв (от Воробей) возник вариант Воробцов — как обозначение потомка человека по имени Воробец.

Фамилия Воробцова, таким образом, означает «дочь (или жена) Воробца». Суффикс -ов- указывает на принадлежность, а окончание -а — на женский род. В русской ономастике эта модель встречается реже, чем классические патронимы на -ов/-ев, но именно она сохранила след регионального произношения или диалектной особенности. Географически фамилия чаще всего встречается в южнорусских областях и на территории бывшего Речи Посполитой, где украинское влияние на бытовую речь было сильнее.