Фамилия Железцов образована от прозвища Железцо. В его основе лежит слово «железце» — так в старину называли мелкий железный инструмент или обломок. Слово имело несколько конкретных значений, и от них отталкиваются две основные версии происхождения фамилии.

Первая версия связывает прозвище с иконописным ремеслом. Железцом называли металлический инструмент, которым обрабатывали иконную доску и выравнивали левкас — грунт перед росписью. Если это верно, то основатель рода Железцовых был иконописцем или работал с иконными досками.

Вторая версия выводит прозвище из более широкого круга занятий. «Железце» означало также «железный обломок» или «мелкая железная деталь, вставляемая в орудие»: копьецо стрелы, резец рубанка, железная часть долота. В таком случае Железцом могли прозвать кузнеца, который изготавливал такие детали, или торговца железными предметами.

Обе версии правдоподобны, но вторая шире: она охватывает не только узкую специальность иконописца, но и кузнечное дело, которое было распространено повсеместно. Кузнец в русской традиции — фигура заметная, даже мифологическая: в сказках он перековывает голос из грубого в тонкий, а помогает ему сам черт. Прозвище по такому занятию легко закреплялось и передавалось дальше.

Фамилия построена по типичной русской модели: основа Железц- плюс суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Железца). Со временем потомки человека с прозвищем Железцо стали писаться как Железцовы.