Фамилия Грязнева — женская форма, а её основа, мужская фамилия Грязнев, строится по модели, которая встречается реже, чем можно подумать. Казалось бы, корень «гряз-» очевиден, но суффикс здесь не «-ов» и не «-ин», а «-ев» с предшествующим «-н-». Это указывает на происхождение от прозвища или имени Грязень (а не напрямую от слова «грязь»). В древнерусских говорах «грязень» — это не обязательно человек, который ходит немытым. Слово могло означать болотистое, топкое место, а также человека, который живет на такой почве или родом из «грязи» — то есть из села с соответствующим названием. Множество деревень на Руси назывались Грязное, Грязновка, и жителей таких мест прозывали Грязнями или Грязневыми.

Вторая версия, более прозаичная, но не менее вероятная: прозвище Грязня могли дать крестьянину, работающему с землей или глиной — гончару, землекопу, либо просто человеку, который по роду занятий постоянно пачкался. В отличие от фамилий с суффиксом «-ин» (типа Грязнин), которые чаще образовывались от прозвищ на «-а» (Гряза), форма на «-ев» говорит о том, что исходное слово было мягким или заканчивалось на «-ень». Это лингвистическая деталь, которая сразу отличает Грязневых от однокоренных Грязновых.

По сословному составу фамилия не была привилегией знати. В документах XVII–XVIII веков Грязневы встречаются среди крестьян и однодворцев южных уездов России — особенно в Тамбовской, Рязанской и Воронежской губерниях. Там, на черноземах и в поймах рек, топонимы с корнем «гряз-» были обычным делом. В дворянских родословных книгах эта фамилия почти не фиксируется, что подтверждает её народное, «земляное» происхождение.

Если разбирать вариант Грязнева, то ударение в большинстве говоров падает на первый слог — Гря́знева, что тоже характерно для фамилий, образованных от двухсложных основ с беглым гласным. В современном бытовании фамилия редкая, не входит в первую сотню распространённых, но её носители есть по всей центральной России и в Сибири — туда переселялись крестьяне в ходе аграрных реформ.