Фамилия Арпентиев — редкий случай, когда наследственное имя образовано не от имени или географического названия, а от профессионального прозвища, записанного в церковной книге. Её основа — старинная французская мера площади «арпен» или «арпент» (примерно 0,4 гектара). В России это слово прижилось в среде иностранных мастеров, особенно архитекторов и землемеров, которых приглашали на службу в XVII–XVIII веках. Прозвище Арпент или Арпентий могли дать человеку, который отмерял участки, межевал земли или владел наделом именно такого размера. Скорее всего, предок носителя фамилии был либо землемером, либо крестьянином, чей участок земли называли «арпеном» — и это стало его уличным прозвищем.

Суффикс -ев указывает на патронимический способ образования: Арпентиев буквально означает «сын Арпентия». Форма на -ий (Арпентий, а не Арпент) — это русификация иностранного корня, типичная для XVIII века, когда чужеземные прозвища переделывали на русский лад, добавляя окончание как у церковных имён (ср. Варфоломей, Артемий). Таким образом, фамилия прошла путь от французской меры площади через прозвище русского специалиста до отчества, закреплённого в документах.

Фамилия редкая, встречается в основном в центральных губерниях России, особенно в Тверской и Ярославской, где в XVIII веке активно работали приглашённые иноземные инженеры и межевщики. В отличие от более распространённых фамилий на -ов, Арпентиев несёт в себе отпечаток именно профессиональной среды, а не крестьянского быта. Других правдоподобных версий происхождения нет: попытки связать её с греческим «арпени» (хищная птица) или тюркским корнем не подтверждаются ни историческими документами, ни словообразовательной логикой.