Фамилия Агатьева — редкий случай, когда женское окончание (-ева) указывает не на супругу, а на дочь или вдову, но главная загадка кроется в основе. С первого взгляда кажется, что перед нами типичное отчество от имени Агатий (греческое «любимый», редкая форма от Агапий). Однако правдоподобнее, что корень не книжный, а просторечный.

В южнорусских и украинских говорах имя Агафон («добрый», «благой») нередко искажали до Агать или Агатий. В таком случае фамилия Агатьев — это усечённый вариант Агафонова, где суффикс -ов заменился на -ев из-за мягкого окончания основы. Вторая, более бытовая версия ведёт в рязанские и тамбовские диалекты, где «агата» означала громкий крик, шум, ссору. Человека могли прозвать Агатой за скандальный нрав, а его потомки стали Агатьевыми.

Географически фамилия привязана к центральным и южным областям России. В дореволюционных метрических книгах Агатьевы встречаются в основном в Тульской, Рязанской и Воронежской губерниях. Это указывает на крестьянское или мещанское происхождение: дворянские роды с такой фамилией не зафиксированы. Суффикс -ев вместо -ов типичен для основ на мягкий согласный или «й», что подтверждает: исходное имя или прозвище звучало как Агать (с мягким знаком). Мужской вариант фамилии — Агатьев.