Фамилия Фатеичев — редкий пример отчества, образованного от полной церковной формы имени. В основе лежит имя Фатей, которое представляет собой народный вариант крестильного имени Фотий (в переводе с греческого — «светлый, просвещённый»). В русской традиции конечное «-ий» в просторечии часто отбрасывали, а «Фотий» через чередование звуков превращалось в «Фатей» (сравните: «Фока» → «Фака», «Флор» → «Флер»). Далее по модели «чей?» — Фатеичев, то есть «сын Фатея».

Суффикс «-ичев» здесь не случаен. В русских фамилиях на «-ичев» обычно фиксировался вариант отчества от имени с мягкой основой: если имя оканчивалось на «-ей» (Фатей, Матвей, Тимофей), то отчество звучало как «Фатеич», а фамилия — «Фатеичев». Это отличает её от более массовых фамилий на «-ов» (Фатеев), которые могли образоваться от той же основы, но по другому типу склонения. В ономастике фамилии на «-ичев» считаются более архаичными и характерными для северных и центральных областей России.

О происхождении прозвища или мирского имени Фатей споров нет: это однозначно каноническое Фотий. Однако стоит упомянуть, что в некоторых говорах «фатей» могло быть шутливым прозвищем для медлительного или рассеянного человека, но эта версия вторична и не имеет надёжных лингвистических подтверждений. Основная масса носителей фамилии ведёт род от человека по имени Фатей, а не от прозвища.

Географически фамилия встречается редко, рассеяна по разным регионам, без выраженного гнезда. Встречаются варианты написания «Фатеичев» и «Фатеичевъ» (до реформы орфографии). В дореволюционных метрических книгах можно найти также форму «Фатеичевъ» с твёрдым знаком на конце, что не меняет сути. Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами — дворянские роды с таким окончанием почти не фиксируются.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Фотиевым, Фатеевым, Фотиным, — то Фатеичев стоит особняком именно из-за своей отческой модели. Она буквально консервирует старую русскую форму обращения: «Иван Фатеичев» значило «Иван, сын Фатея». В бытовом общении XIX века так могли называть человека по отцу, и лишь позже это закрепилось как наследственная фамилия.