Фамилия Бутеев происходит от прозвища Бутей. Его основа — диалектный глагол «бутать», у которого было как минимум два значения: «пугать рыбу шумом, стуком» и «шить». Поэтому предок Бутеевых мог быть либо рыбаком, либо портным. Выбор между этими занятиями зависит от местных говоров: в северных и центральных губерниях «бутать» чаще относилось к рыбной ловле, а в южных — к шитью.

Есть и другая версия, хотя она менее вероятна: тюркское происхождение от слова «бута» — «дитя» (арабское заимствование). В этом случае Бутей — ласковое домашнее имя, которым родители называли любимого ребёнка. Но для русской фамильной модели такое объяснение вторично: прозвища от глаголов давали взрослым по роду занятий, а не детям по нежности.

Сама фамилия образована по типичному для русских фамилий образцу: к основе на -й добавили суффикс -ев (Бутей → Бутеев). Форма на -ев, а не на -ов, указывает на мягкую или шипящую основу прозвища. Это распространённый, хотя и не самый частый, вариант: фамилии вроде Андреев, Тимофеев построены так же.

Географически фамилия редкая и локальная. Основные следы — в документах по Вятской губернии и Поволжью, что косвенно подтверждает связь с рыболовством: в тех краях «бутать рыбу» было обычным промыслом. Выходцы оттуда и разнесли фамилию по другим регионам.

Точное время возникновения фамилии Бутеев не установлено, но, судя по модели, она сложилась не раньше XVII века, когда фамилии окончательно закрепились у крестьян и посадских людей. До этого Бутей оставался прозвищем — личным или семейным.