Фамилия Астреева — женская форма фамилии Астреев, которая образована от прозвища или нецерковного имени Астрей. В основе лежит слово «астр» или «астра» — так в русских говорах называли астру, садовый цветок. Прозвище Астрей могли дать человеку, который занимался разведением цветов, торговал ими или просто любил украшать себя и свой дом астрами. В некоторых диалектах «астрой» называли и яркую, пеструю ткань, так что прозвище могло относиться к щеголю, любителю нарядной одежды.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ев присоединялся к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или й. В данном случае Астрей → Астреев → Астреева. Суффикс указывает на принадлежность: сын Астрея, дочь Астрея. Такие фамилии в основном закрепились в XVI–XVII веках среди крестьян и посадских людей, когда фамилии ещё не были наследственными у всех сословий.

Есть и более редкая версия: связь с греческим словом «астер» — звезда. В этом случае Астреем могли назвать ребёнка, родившегося в ясную звёздную ночь, или человека со светлыми, «звёздными» глазами. Однако эта гипотеза менее вероятна: в русской народной среде цветочное название было привычнее, чем книжное греческое заимствование.

Фамилия не относится к числу распространённых. Встречается преимущественно в центральных областях России, особенно в бывших Владимирской и Нижегородской губерниях, где были развиты садоводство и огородничество. В дворянских родословных книгах Астреевы не значатся — это фамилия крестьянского или мещанского корня.

Однокоренные фамилии — Астров, Астраханцев (от названия города, а не цветка), Астратов. Астреева стоит особняком: она единственная, где основа прямо указывает на цветок, а не на географию или личное имя.