Фамилия Астраханева — женская форма фамилии Астраханев, и её разбор стоит начать с неочевидной детали: суффикс здесь не классический -ов, а -ев, что уже намекает на основу. Если бы фамилия происходила напрямую от названия города «Астрахань», мы бы скорее ждали форму Астраханов (по модели «Москва — Москвин» или «Казань — Казанов»). Но -ев указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный или «ц»: например, от прозвища Астраханец — так в старину называли выходца из Астрахани или человека, долго там жившего. Прозвища по месту жительства были распространены повсеместно: крестьянин, перебравшийся из Астрахани в другой уезд, получал кличку Астраханец, а его дети уже становились Астраханевыми.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная, — от неканонического имени или прозвища Астрахан, которое могло относиться к человеку, торговавшему астраханскими товарами (рыбой, арбузами, солью) или имевшему с городом прочные деловые связи. В пользу этой гипотезы говорит то, что в русских говорах «астрахань» иногда обозначала не только город, но и сорт арбуза или особый вид рыбы. Однако прозвище Астраханец всё же встречается в исторических документах чаще (его фиксируют, например, в актах XVII века), поэтому образование через -ец — основное.

Примечательно, что фамилия Астраханева (и мужская Астраханев) — редкая даже для южных регионов России, где географические фамилии на -ев от названий городов встречаются чаще. Она почти не встречается в самой Астрахани: как правило, прозвища по месту жительства давали на новом месте, а не на родине. Поэтому искать корни этой фамилии стоит не в дельте Волги, а в центральных или чернозёмных губерниях — там, куда переселенцы из Астрахани приносили своё прозвище.

С точки зрения словообразования фамилия вписывается в типичную модель притяжательных прилагательных: сначала прозвище Астраханец → отчество Астраханев сын → со временем фамилия Астраханев. Женская форма Астраханева, соответственно, закрепилась за женой или дочерью Астраханева. Никаких редких диалектных суффиксов или архаичных окончаний здесь нет — фамилия образована по самому ходовому типу, что делает её прозрачной для этимологии, но не снижает интереса к истории конкретного рода.