Фамилия Вотнцевы — редкий случай, когда основа лежит на поверхности, но за ней скрывается неочевидная история. Разбор начинается не с корня, а с суффикса. Форма «Вотнц-ев-ы» указывает на модель, типичную для русских фамилий, образованных от прозвищ или топонимов, но с нехарактерным сочетанием «нц». В русском языке суффикс -ец- обычно даёт фамилии вроде Кузнецов, а здесь мы видим -нц-, что может быть результатом диалектного произношения или искажения исходного слова.

Самая вероятная версия — фамилия произошла от прозвища «Вотнец» или «Вотница». В северных и центральных говорах «воть» или «вота» означало «прут», «хворостина», «гибкая ветка». Прозвище Вотнец могли дать человеку, который занимался плетением корзин, изготовлением метёлок или просто был худощавым и гибким, как прут. В этом случае основа — «вот-» (ветка) плюс суффикс -н- и -ец-, образующий название лица по занятию или свойству. Менее вероятно, но возможно, что фамилия связана с топонимом — например, с названием деревни Вотница (такие встречаются в Архангельской и Вологодской областях). Тогда Вотнцевы — это выходцы из этого места, но суффикс -ев- здесь необычен для прозвищного происхождения.

Встречается и альтернативное объяснение: фамилия могла возникнуть из-за акающего произношения. В южнорусских говорах «Вотнцев» могло превратиться в «Ватнцев», а затем обратно в «Вотнцев» при письменной фиксации. В таком случае корень — «ва́та» (от немецкого Watte — хлопок), и прозвище Ватнец давали валяльщику валенок или торговцу ватой. Но это предположение слабое, так как фамилии на -нцев от слова «вата» встречаются редко и обычно пишутся через «а».

Социальный контекст фамилии — почти наверняка крестьянская или мещанская среда. Дворянские фамилии редко имели такую прозрачную, «ремесленную» основу. Скорее всего, предки Вотнцевых были ремесленниками, связанными с обработкой лозы или дерева, либо жили в небольшой деревне с похожим названием. Фамилия не получила широкого распространения, что подтверждает её локальный характер. В современной России носителей мало, и основная их часть сосредоточена в северных и центральных регионах.