Фамилия Агеевы — одна из тех, что образована напрямую от крестильного имени. Её основа — имя Агей (в церковной форме Аггей), пришедшее в русский язык из древнееврейского. В оригинале оно звучало как «Хаггай» и означало «праздничный», «веселящийся», «торжественный». На Руси имя было распространено, особенно среди духовенства, и давалось мальчикам, родившимся в большие церковные праздники.

Фамилия построена по простейшей и самой массовой модели: к основе Агей- добавили патронимический суффикс -ев (вместо -ов, потому что основа заканчивается на мягкий согласный). «Агеев» буквально значило «сын Агея». Со временем фамилия закрепилась и перестала меняться по падежам, как это было с отчествами. Форма Агеевы — это множественное число, обозначающее весь род, семью Агеевых, а не одного человека.

Среди носителей фамилии есть фигуры, повлиявшие на развитие науки. Самый известный — Дмитрий Васильевич Агеев (1911–1997), учёный в области радиотехники. В дипломной работе, а затем и в докторской диссертации он заложил основы теории кодового разделения сигналов — той самой технологии, которая сегодня лежит в основе сотовой связи (CDMA). Вместе с Владимиром Котельниковым Агеев считается одним из создателей теории помехоустойчивости радиоприёма.

Точную географию возникновения фамилии назвать трудно. Фамилии на -ев от имени Агей могли появиться в любой русской области, где имя было в ходу. Но процесс шёл неравномерно: на севере и в центральных уездах фамилии крестьян закрепились позже, чем у служилых людей и купечества. Судя по частотности, Агеевы встречаются по всей России, без ярко выраженного «гнезда» в одном регионе. Это типичная фамилия, образованная от календарного имени, — таких в русском ономастиконе большинство.