Фамилия Атеева — женская форма, которая напрямую происходит от мужской основы Атеев. В русской ономастике фамилию Атеев обычно возводят к нецерковному имени или прозвищу Атей. В документах XV–XVI веков имя Атей (или Отей) встречается и у боярских детей, и у крестьян. Суффикс -ев в основе указывает на принадлежность: Атеев — это сын или потомок Атея, что типично для русских фамилий, сформировавшихся в XVI–XVII веках в среде служилых людей и крестьянства.

Самый вероятный источник имени Атей — это краткая форма от крестильных имён вроде Афанасий или Артемий, образованная через усечение и добавление суффикса -ей. В диалектах слово «атей» могло означать «отец» или «батюшка» (от тюркского «ата»), но в русском контексте объяснение через личное имя выглядит убедительнее. В некоторых говорах «атей» было прозвищем для медлительного, неторопливого человека (от глагола «атеть» — мешкать), однако эта версия менее вероятна: фамилия явно образована от имени, а не от прозвища по характеру.

География фамилии показательна: Атеева встречается преимущественно в Поволжье, особенно в Татарстане и соседних областях. В этих местах имя Атей было распространено и у русских, и у крещёных татар, и у мордвы. Поэтому носители фамилии могут иметь как славянские, так и финно-угорские или тюркские корни. Встречаемость фамилии невысокая, но она устойчиво фиксируется в метрических книгах XIX века по Симбирской и Казанской губерниям.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Атеев, Атеевский) показывает, что суффикс -ев здесь стандартный, без диалектных особенностей. Ударение в фамилии Атеева чаще всего падает на первый слог — А́теева, хотя в отдельных регионах можно услышать и вариант Ате́ева.