Фамилия Жельцова — женская форма фамилии Жельцов, и её разговорное происхождение выдаёт суффикс -ов. Такие фамилии в России обычно образовывались от прозвищ или мирских имён отца. В основе здесь лежит слово «желец» — так в некоторых говорах называли не только самого изготовителя жести (жестянщика), но и просто торговца или мастера по металлу. Однако есть и другая, более редкая версия: в псковских и тверских говорах «жельцом» могли прозвать человека с резким, колючим характером — от глагола «желить» (жалить, язвить). Оба значения укладываются в модель прозвища, которое потом закрепилось за потомками.

С точки зрения географии, фамилия Жельцов (и её женская форма) встречается не повсеместно. Основные очаги — северо-запад России, особенно Тверская и Псковская области, а также отдельные записи в Вологодчине. Это неудивительно: именно в этих краях диалектное слово «желец» было в ходу. Московская и южнорусская зона фамилию почти не знают, что делает её локально маркированной.

Суффикс -ов указывает на типичную для крестьянской среды модель: сын Жельца стал Жельцовым. В дворянских или духовных фамилиях чаще встречались -ский или -ин, так что Жельцовы — почти наверняка выходцы из крестьян или мещан. Полной ясности с ударением нет: в большинстве говоров оно падает на первый слог (Же́льцов), но в некоторых регионах могли произносить с ударением на второй (Жельцо́в) — это зависело от местной интонации самого прозвища.

Редкость фамилии примечательна: в современных телефонных справочниках и базах данных Жельцовы встречаются единично, что говорит о небольшом роде, не размножившемся по стране. Для носителей это означает, что их предки, скорее всего, жили компактно в одной местности, возможно, в одном селе или волости. Если искать корни, стоит обратить внимание на псковские или тверские погосты — именно там слово «желец» было в обиходе, а значит, и прозвище могло возникнуть естественно, без книжного влияния.