Фамилия Гульдеев — редкий случай, когда прозвище явно перешло в фамилию почти без изменений, а суффикс -ев лишь оформил принадлежность. Основа «Гульдей» или «Гульдый» звучит не по-русски, и здесь ключ к разгадке лежит в тюркских языках. Скорее всего, в основе лежит слово «гюль» (цветок, роза) или «куль» (раб, слуга), но с дополнительным аффиксом. Самая правдоподобная версия: от тюркского имени Гульдей (Güldey) — сложения «гюль» и «дей» (говорить, называть). Имя могло означать «называющий цветком», «говорящий о розе» — то есть ласковый, поэтичный человек. Встречается такое имя у татар, башкир, казахов, поэтому носитель фамилии Гульдеев, скорее всего, происходит из тюркской среды, крещёной или принявшей православие.

Суффикс -ев, а не -ин, указывает на основу на мягкий согласный или на -й. Если бы прозвище звучало как «Гульда», фамилия была бы Гульдин. А здесь — Гульдей → Гульдеев, что подтверждает имя собственное, а не прозвище от профессии или внешности. В русских документах фамилия встречается в Поволжье, особенно в бывшей Казанской и Симбирской губерниях, что совпадает с зоной татаро-русского пограничья. Там же фиксируются однокоренные фамилии: Гульдеев, Гульдебаев, Гульдыев.

Вторая, менее вероятная версия — от прозвища «Гульдя» из диалектного глагола «гульдить» (шалить, баловаться, или, по другим говорам, громко кричать). Но эта гипотеза слабая: глагол редкий и локальный, а фамилий на -деев от него почти нет. Поэтому тюркское происхождение надёжнее. Социальный статус предков, скорее всего, был крестьянским или служилым — многие татары-мурзы после крещения получали фамилии от имён и оставались в сословии однодворцев или государственных крестьян.

Фамилия Гульдеев не входит в списки древних дворянских родов, но и не является искусственной или поздней. Она естественно сложилась в XVI–XVII веках, когда русские переписчики фиксировали тюркские имена в форме «Гульдейко» или «Гульдей», а затем потомки стали писаться Гульдеевыми. Сегодня фамилия остаётся редкой, и её носители сконцентрированы в Татарстане, Башкортостане и соседних областях.