Фамилия Анатольева — одна из тех, что образованы напрямую от полной формы крестильного имени, без уменьшительных или прозвищных суффиксов. В её основе лежит имя Анатолий, а оно, в свою очередь, восходит к греческому слову anatolē — «восток». В более широком, символическом смысле это имя означает «восточный», «связанный с восходом солнца», «утренний, ясный». Такой прямой переход от канонического имени к фамилии (Анатолий → Анатольев) — признак сравнительно позднего формирования, когда церковные имена уже прочно вошли в быт, и их перестали переделывать в народные формы.

Одним из небесных покровителей имени считается Святитель Анатолий, патриарх Константинопольский. Он родился в Александрии во второй половине IV века, получил философское образование, затем принял сан и стал диаконом при святителе Кирилле Александрийском. Святой Анатолий известен ревностной борьбой за чистоту Православия. Выбор такого имени для ребёнка в дореволюционной России часто говорил о религиозной традиции семьи, а иногда — о стремлении подчеркнуть образованность или высокий социальный статус, ведь имя было книжным, не простонародным.

Женская форма Анатольева, а не Анатольева, указывает на принадлежность к роду: это «дочь» или «жена» Анатольева. В русской традиции такие фамилии на -ова закрепились именно в женском роде как производные от мужской основы. Среди однокоренных фамилий — Анатольев, Анатольевский, а также редкие Анатольевцев и Анатольевич. Географически фамилия встречается по всей России, но заметно чаще в центральных регионах и Поволжье, что связано с распространением полных церковных имён в среде духовенства и купечества.