Фамилия Астаьева — женская форма, производная от мужской Астаьев, а значит, её происхождение целиком лежит в мужском варианте. В основе — прозвище или нецерковное имя Астай. Чтобы разобраться в его корнях, стоит заглянуть в соседние языки: в тюркских наречиях «аста» или «астай» означает «медленный», «тихий», «спокойный». Такое прозвище могли дать человеку с неторопливым, флегматичным характером.

Однако для русской фамилии убедительнее другая версия, учитывающая местные диалектные особенности. Астаьев — это вариант фамилии Остаев или Астаев, возникший через «аканье» (произношение «а» вместо «о» в безударной позиции). В таком случае основа — Остай, краткая форма от крестильного имени Евстафий (в народной форме Остап). Евстафий в переводе с греческого — «устойчивый», «крепко стоящий». Имя было широко распространено среди крестьян и купцов, особенно на юге России и в Поволжье. Астай — уменьшительно-бытовая форма, а Астаьев, соответственно, означает «сын Астая».

Суффикс -ев (а не -ов) объясняется мягкой основой исходного имени: Астай заканчивается на «й». Фамилия не относится к древним аристократическим родам, а типична для среднего слоя — крестьян, однодворцев, мещан, которые получали фамилии в XVIII–XIX веках. Географически Астаьева (и Астаев) чаще встречается в центральных и южных регионах России, а также в Сибири, куда её принесли переселенцы.

Важно не путать эту фамилию с более редкой Астафьева (от имени Астафий) или украинской Остапенко. Спорных версий немного: все гипотезы сводятся либо к тюркскому прозвищу, либо к народной форме православного имени, и вторая для русской фамилии выглядит убедительнее.