Фамилия Агнеина — редкий случай, когда женская форма закрепилась в качестве основной. Чаще всего фамилии на -ин образуются от мужских прозвищ или имён, оканчивающихся на -а/-я (Гриша — Гришин, Фома — Фомин). Но здесь перед нами не «Агнеин», а именно «Агнеина» — то есть исходная форма женского рода. Это может указывать на то, что фамилия либо сохранилась в неизменном виде от матери-основательницы (например, вдовы или незамужней женщины, чьи дети пошли по её линии), либо была записана в документах через ошибку писаря, который воспринял отчество «Агнеина дочь» как фамилию.

Основа фамилии — редкое женское имя Агнея. Это церковная форма, восходящая к греческому «агне» — «чистая, непорочная», или к латинскому «agnus» — «агнец». В святцах имя известно как Агния, но в народной среде бытовали варианты Агнея, Агнешка. В XIX веке это имя встречалось в основном в мещанской и купеческой среде, реже — в крестьянской, и то в южных и западных губерниях Российской империи, где греческое влияние через церковь было сильнее.

Модель образования — суффикс -ин, указывающий на принадлежность: «Агнеина» буквально значит «дочь или жена Агнеи». Но в отличие от отчеств, которые менялись по падежам, фамилия застыла в форме родительного падежа женского рода. Это нестандартный ход: обычно фамилии на -ин склоняются по мужскому роду (Агнеин — Агнеина — Агнеину), а здесь флексия не меняется. Такая особенность встречается у фамилий, образованных от женских имён, которые не имели широкого распространения в мужском варианте.

По географии носителей фамилия Агнеина практически не встречается в центральной России. Единичные записи можно найти в метрических книгах конца XIX века по Саратовской и Астраханской губерниям, а также среди старообрядческих общин Поволжья, где сохранялись архаичные формы имён. Возможно, предки носителей фамилии были связаны с церковным причтом или с ремесленными кругами, где имя Агнея давалось девочкам в честь святой Агнии Римской — покровительницы девственниц и невест.

Таким образом, фамилия Агнеина — это окаменевшая форма женского отчества, которая обошла стандартную модель русских фамилий. Она не говорит о профессии или прозвище, а прямо указывает на имя женщины, давшей начало роду — Агнеи.