Фамилия Воротинцева — одна из тех, что хранят память не о личном имени или профессии, а о месте, откуда пошёл род. В её основе лежит топоним — название населённого пункта. Скорее всего, речь идёт о селе или деревне с корнем Вороти́н-: Воротино, Воротинск или похожие. Такие названия на Руси нередко связывали с глаголом «воротить» — поворачивать, сворачивать. Поселение могли так назвать из-за изгиба реки, крутого поворота дороги или расположения за каким-нибудь «воротным» препятствием.

Словообразовательная модель здесь редкая и показательная. Суффикс -цев- (в мужском варианте — Воротинцев) характерен для фамилий, которые произошли от прозвищ или названий жителей по месту. Если человек был родом из Воротина, его называли «воротинец», то есть «житель Воротина». А уже от этого прозвища образовалась фамилия: Воротинец → Воротинцев («чей?» — сын воротинца). Для женской формы добавили окончание -а. Такая цепочка встречается реже, чем стандартные -ов или -ин, и указывает на более локальное, «географическое» происхождение.

В отличие от фамилий на -ский (вроде Воротинский), которые часто носили дворяне, форма на -цев — крестьянская или мещанская. Она не привязывала человека к владению землёй, а просто указывала на его малую родину. Поэтому предки Воротинцевых были, скорее всего, государственными или помещичьими крестьянами, переселившимися из своего села в другую местность, где их и прозвали по прежнему месту жительства.

Версия происхождения от прозвища «Ворота» или «Воротник» (сторож у ворот) менее вероятна. От таких прозвищ обычно образовывали фамилии Воротников или Воротилов. Суффикс -цев прочно привязан к ойконимам — названиям населённых пунктов. Так что искать корни фамилии стоит в старых писцовых книгах центральной России, где упоминаются деревни с похожими названиями.

Вариант написания через «о» во втором слоге (Воротинцева, а не Воротинева) закрепил полную форму исходного названия. Со временем ударение могло сместиться, но основа осталась устойчивой. Это делает фамилию хорошим «маркером» для генеалогического поиска: если знать, в какой губернии жили первые носители, можно попытаться найти и само село Воротино.