Фамилия Емелеев образована от канонического крестильного имени Емельян (церковнославянская форма Емилиан). В её основе — не полное, а производное имя Емелей, которое на Руси было распространённой народной формой. Греческий оригинал имени означает «льстивый», однако есть и латинская версия, где оно трактуется как «соперник» или «участник состязаний». Разница в этимологии не случайна: имя пришло через византийскую традицию, но получило собственную жизнь в русских говорах.

Модель образования фамилии проста: к основе Емелей добавили притяжательный суффикс -ев, указывающий на принадлежность. В древнерусской антропонимике это означало «сын Емелея» или «из семьи Емелея». Со временем форма застыла, и потомки человека по имени Емелей стали писаться как Емелеевы.

Интересно, что суффикс -ев, а не -ов, появляется, когда основа оканчивается на мягкий согласный или звук «й». В имени Емелей конечный «й» и определил написание фамилии. Это отличает её, скажем, от фамилии Емельянов, которая пошла от полной формы имени с суффиксом -ов. Обе фамилии однокоренные, но Емелеев — более редкий вариант, сохранивший живую народную огласовку.

Имя Емельян было распространено в крестьянской и мещанской среде, особенно в центральных и поволжских губерниях. Поэтому фамилия Емелеев встречается в тех же регионах, где имя бытовало в уменьшительной форме. Встречается она и в старых писцовых книгах, и в современных телефонных справочниках — но всегда остаётся нечастым, узнаваемым вариантом.