Фамилия Дезидерьев — редкий случай, когда основой для русской фамилии послужило не славянское имя или прозвище, а латинское слово desiderium, что значит «тоска», «желание», «страстное стремление». В основе лежит католическое имя Дезидерий (в русской традиции иногда передавалось как Дезидерий или Дезидер), которое в переводе означает «желанный», «долгожданный». Такие имена давали в семинарской среде, где будущим священникам нередко присваивали благозвучные греческие или латинские имена вместо мирских.

Словообразовательная модель здесь простая: к основе Дезидерь- (от имени Дезидерий) прибавили типичный русский суффикс принадлежности -ев, указывающий на родство: Дезидерьев — буквально «сын Дезидерия» или «потомок того, кого звали Дезидер». Суффикс -ев, а не -ов, объясняется тем, что основа оканчивается на мягкий согласный (р'). Фамилия эта — искусственная, книжная, а не уличная. Её носители в России — почти наверняка потомки духовенства, выпускники семинарий или академий, где в XVIII–XIX веках практиковали замену простонародных фамилий на благородные, звучные, часто латинизированные варианты.

География фамилии крайне узкая. По данным переписей и архивных записей, Дезидерьевы встречались преимущественно в центральных губерниях России, особенно в Московской и Тверской, в среде сельских священников и дьячков. Встречается и вариант написания с двумя «д» — Дезидерьев, что отражает латинскую основу, но в бытовых записях иногда путали с Дезидеровым (через «о») или Дезидериевым (с окончанием -иев). Все эти формы — одного корня, но Дезидерьев — самый распространённый.

Споров о происхождении почти нет: это типичная семинарская фамилия, созданная по модели «имя + суффикс», без народной этимологии. Если встретили Дезидерьева в современной России — с большой вероятностью его предки служили в церкви, а сама фамилия — памятник той эпохе, когда сельский батюшка мог носить имя, звучащее как древнеримское.