Фамилия Бурдеев — один из тех случаев, когда за привычным суффиксом -ев скрывается неочевидная основа. В отличие от множества фамилий, образованных от крестильных имён, Бурдеев восходит к прозвищу Бурдей, а само прозвище, скорее всего, связано с диалектным словом «бурда» — так называли хмельной напиток, брагу. Однако связь здесь не прямая: прозвище Бурдей вряд ли давали любителю выпить. Слово «бурда» имело и переносное значение — «мутная жидкость», «грязь», «смесь». Отсюда возникло и «бурдей» — так в южных и западных говорах называли землянку, лачугу, бедное жильё. Человек, живший в землянке или строивший такие жилища, мог получить прозвище Бурдей.

Словообразовательная модель проста: основа Бурдей плюс типичный русский суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — Бурдеев, то есть сын или потомок Бурдея). Суффикс -ев, а не -ов, появился из-за мягкого согласного на конце основы (й). Такая модель — одна из самых распространённых в русских фамилиях, но в паре с редкой основой «бурдей» она даёт уникальное сочетание.

Встречается фамилия в основном в центральных и южных регионах России, особенно в бывших чернозёмных губерниях, где слово «бурдей» было в ходу. В письменных источниках XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян и посадских людей с таким прозвищем, но массовым оно не стало — фамилия осталась сравнительно редкой.

Есть и другая, менее убедительная версия: связь с тюркским именем Бурдей (от «бурд» — «лёд»). Однако для русской фамилии с суффиксом -ев это маловероятно — такие имена обычно давали основы с другим окончанием. К тому же география бытования фамилии указывает скорее на славянскую, чем на тюркскую среду.

Точное время возникновения фамилии Бурдеев установить сложно: прозвища переходили в фамилии в разное время в зависимости от региона и сословия. Ясно одно — перед нами не книжная, а народная фамилия, родившаяся из бытового прозвища, которое когда-то метко описывало человека по его жилью или роду занятий.