Фамилия Зарцев образована от прозвища или нецерковного имени Заря. В русской ономастике это редкий случай, когда основа не связана с крестильным именем, а восходит к явлению природы. Слово «заря» в древнерусском языке означало не только утренний или вечерний свет, но и яркий блеск, сияние. Прозвище Заря могли дать человеку с румяным лицом, светлыми волосами или вспыльчивым, «зарным» характером — от глагола «зариться», то есть смотреть с жадностью, завидовать. В некоторых говорах «заря» означала также игру света, отсвет пожара — такое прозвище мог получить и тот, кто жил у реки с зеркальной гладью, отражающей солнце.

Модель образования проста: к основе «Зар-» добавлен патронимический суффикс «-цев». Форма Зарцев — это вариант притяжательного прилагательного, отвечающего на вопрос «чей?»: сын или потомок Зари. Суффикс «-ев» здесь закономерен: после мягкого согласного «р» в основе Зарь- (от «заря») пишется «-ев», а не «-ов». Такая же модель работает в фамилиях Царев, Борев, Ларев. Если бы в основе была твёрдая «р» (как в слове «жар»), мы бы получили Зарцев с суффиксом «-ов», но здесь именно мягкий вариант, что указывает на исходное слово «заря».

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и центральным областям, где слово «заря» сохранило все оттенки значения, включая диалектный смысл «вспышка, озарение». В северных говорах это слово чаще заменялось «зорькой» или «зарницей», поэтому там фамилия встречается реже. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано: Зарцевы — почти наверняка крестьянский или мещанский род, где прозвище давалось по внешнему признаку или повадке, а не по месту жительства или профессии.

Интересно, что фамилия Зарцев стоит в одном ряду с более редкими Зарьковым и Заревым, но отличается от них именно суффиксом. Если Зарьев — прямой потомок Зари (по отцу), то Зарцев — уже внук или дальний потомок, то есть фамилия фиксирует родовое прозвище, а не имя отца. Это типично для позднего этапа формирования русских фамилий в XVII–XIX веках, когда патронимы на «-цев» вытесняли более архаичные формы на «-ов».