Фамилия Гатеев ставит перед исследователем загадку: её основа неочевидна, а суффикс указывает на конкретную модель образования. В русских фамилиях суффикс -ев обычно присоединялся к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или на -й. Здесь же мы видим твёрдое -т-, что заставляет искать корень в слове, которое заканчивалось на -ей или -ай.

Скорее всего, в основе лежит неканоническое имя или прозвище Гатей. В русских говорах «гатить» — мостить дорогу через болото, класть гать. Прозвище Гатей могли дать человеку, который занимался строительством таких дорог или жил возле гати. Вполне вероятно и тюркское влияние: в башкирском и татарском языках есть имя Гатей (от арабского «гати» — дарующий, щедрый). Учитывая, что фамилия встречается в Поволжье и на Урале, версия с тюркским именем-основой выглядит правдоподобной. Суффикс -ев тогда просто русифицировал имя, превратив его в отчество, а затем в фамилию.

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным словом «гать» в значении «жижа, грязь» или с «гатить» в переносном смысле — «врать, говорить чепуху». В этом случае прозвище носило бы негативный оттенок, но такие прозвища в крестьянской среде были обычным делом.

Фамилия редкая, не принадлежит к числу распространённых дворянских. Скорее всего, её носили крестьяне или однодворцы южных и восточных регионов России. В документах XIX века Гатеевы встречаются в Тамбовской и Самарской губерниях, что косвенно подтверждает и тюркскую версию, и связь с дорожным промыслом (гати часто строили в болотистых местах Черноземья). Ударение, судя по произносительной норме, падает на второй слог: Гате́ев.