Фамилия Андрей — редкий случай, когда фамилия полностью совпадает с полной формой имени, а не с его уменьшительным вариантом. Обычно русские фамилии образовывались от просторечных форм (Андреев, Андрюхин, Андронов), но здесь в основе лежит каноническое мужское имя Андрей. В переводе с древнегреческого оно означает «мужественный».

Такая модель — фамилия без суффикса, из чистого имени — встречается в основном у непривилегированных сословий: крестьян, однодворцев, казаков. В документах XVII–XVIII веков так могли записать человека, не добавляя родового окончания -ов или -ин, особенно в южнорусских и украинских землях. Поэтому географически фамилия Андрей чаще всего встречается на Украине и в южных областях России, где бытовала такая упрощённая форма записи.

Сам апостол Андрей почитается основателем и небесным покровителем Константинопольской Церкви. На Руси Андрей Первозванный считался покровителем государства и был особо почитаем православной церковью, поэтому имя было широко распространено среди всех сословий. Однако именно фамилия Андрей, а не Андреев, встречается заметно реже — она сохранила архаичную форму, которая не прошла стандартную суффиксальную обработку.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Андрей стоит особняком. Андреевы, Андрюшины, Андриановы — все они чётко указывают на принадлежность роду человека по имени Андрей. Фамилия же Андрей могла закрепиться за одним конкретным предком, которого звали именно так, без перехода в притяжательную форму. Это делает её своеобразным маркером: предок носителя фамилии, скорее всего, жил в местности, где не было строгой фиксации фамилий через отчество, или был записан писцом буквально — как есть.