Фамилия Горбатеев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, сохранилось почти без изменений, но при этом обросло неочевидным суффиксом. На первый взгляд корень «горб» подсказывает внешность предка: сутулого или с физическим изъяном. Однако «Горбатей» — это не просто «горбатый», а скорее «тот, кто горбится» или «горбун». Форма на -ей (как Бородей, Косой) в русских прозвищах встречается реже, чем прилагательное на -ой, и указывает на устойчивый признак или манеру поведения.

Главная загадка — суффикс -еев. В фамилиях на -еев обычно сидит отчество от имени или прозвища на -ей: Горбатей → сын Горбатея → Горбатеев. Но в этом ряду есть тонкость. Если бы основа звучала как Горбат, мы бы получили Горбатов. А здесь — именно Горбатеев, с двойным «е». Такое удвоение часто возникает, когда прозвище заканчивается на -ей, а суффикс -ев присоединяется к полной форме: Горбатей + ев. Это отличает фамилию, скажем, от Горбачёва (где суффикс -ев от прозвища Горбач) и сближает её с редкими типами вроде Коптеев (от Коптей) или Холодеев.

Есть и альтернативная версия, которую поддерживают некоторые исследователи: основа могла быть не прозвищем, а крестильным именем. В святцах встречается редкое имя Горбатий (от греческого «горбатый» — «смиренный» или «согбенный»). Тогда Горбатеев — отчество от этого имени, причём с усечением суффикса: Горбатий → Горбатей → Горбатеев. Версия правдоподобна, но менее вероятна: имена с таким корнем в православной традиции единичны и почти не дали массовых фамилий. Прозвищное происхождение проще и типичнее для русской ономастики.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным областям России, но нигде не образует плотных гнёзд. В переписях XVIII–XIX веков Горбатеевы встречаются среди крестьян и мещан — в основном в Тамбовской, Рязанской и Саратовской губерниях. Ни дворянских родов, ни известных деятелей с этой фамилией до XX века не зафиксировано. Фамилия осталась «низовой», без социального взлёта, что косвенно подтверждает её прозвищный, бытовой корень: горбатого, как известно, могила исправит, но фамилия — навсегда.