Фамилия Воронежцева начинается с прозвища Воронежец — так в старину называли выходца из Воронежа. Город основали в 1586 году, и его название (с ударением на последнем слоге) выводят из притяжательного прилагательного от древнеславянского имени Воронег. Это имя, скорее всего, связано со словом «ворон» или «вороной» — «чёрный». Со временем ударение в названии города сместилось на второй слог, и связь с личным именем стёрлась, но прозвище по месту жительства сохранилось.

Фамилия образована по стандартной модели: прозвище Воронежец → суффикс -ев (указывает на принадлежность: «чей?» — сын Воронежца) → фамилия Воронежцев. Женская форма Воронежцева закрепилась как вариант для женщины из этого рода.

Интересная деталь: в основе лежит не географическое название напрямую, а имя собственное Воронег. Такие случаи — когда топоним восходит к личному имени — не редкость в русской ономастике. Сравните с фамилиями Воронецкий или Воронежских, которые тоже отсылают к тому же корню, но с другими суффиксами. Фамилия Воронежцева встречается преимущественно в центральных и южных областях России — там, откуда шла колонизация и куда переселялись жители Воронежа.