Фамилия Диев образована от старинного имени Дий, которое восходит к греческому слову «диос» — «божественный». На Руси имя Дий ассоциировалось с языческим богом неба, поэтому его связывали со славой, почетом и могуществом. Однако стоит уточнить: в славянском пантеоне не было бога с таким именем — это эллинизированная форма, заимствованная через церковные тексты (в греческой мифологии Дий — одна из форм имени Зевса). Имя Дий встречалось в святцах, хотя и редко, и могло даваться в честь раннехристианского мученика.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: к основе на -й присоединяется суффикс -ев (как в фамилиях Андреев, Тимофеев). Это указывает на отчество: Диев — буквально «сын Дия». В некоторых говорах фамилия могла писаться через «и» — Диив, но закрепился вариант с «е» под влиянием церковнославянского произношения.

География фамилии неширокая: встречается преимущественно в центральных областях России, реже на Урале. В переписных книгах XVII века упоминаются крестьяне и посадские люди с этой фамилией в Рязанском и Тульском уездах. Дворянских родов Диевых не зафиксировано — фамилия оставалась в основном крестьянской и мещанской.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» Диев отнесен к группе фамилий от канонических имен, утративших широкое хождение. Любопытно, что в некоторых местностях фамилию могли путать с Диевым (от имени Дий — уменьшительная форма от Дмитрий), но это разные ономастические линии.