Фамилия Антосьевы — вариант фамилии Антосьев, которая образована от имени собственного по распространённой модели русских фамилий. Основа здесь — Антось, украинско-белорусская просторечная форма церковного имени Антоний. В свою очередь, имя Антоний возводят к греческому слову «anteo» — «вступать в бой, состязаться», то есть «состязающийся». Таким образом, потомка человека по имени Антось могли записать как Антосьева.

Интересно, что форма Антосьев — не единственная в этом гнезде. Фонетически к ней близка фамилия Антосев, а также более привычные Антонов, Антоничев, Антошин. Суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?») и типичен для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или -й. В данном случае основа Антось как раз заканчивается на мягкий [с’].

Что касается географического бытования: фамилия Антосьев, а значит и Антосьевы, чаще встречается в западных регионах бывшей Российской империи — на территории современной Украины и Беларуси, где уменьшительная форма Антось была особенно употребительна. В русских переписях и метрических книгах она попадается реже, чем Антонов, что делает её регионально окрашенной.

О точном времени возникновения фамилии говорить сложно: процесс закрепления фамилий у крестьянства растянулся до конца XIX века. Однако ясно, что в основе лежит не прозвище, а крестильное имя, и носители фамилии Антосьевы — потомки человека, которого в быту звали Антосем.