Фамилия Изотеев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. На первый взгляд она кажется производной от имени или прозвища, но её корень уводит в область церковных имён, а не в бытовую речь.

Основа фамилии — каноническое мужское имя Изот. Это народная, обиходная форма крестильного имени Зотик (от греческого Zotikos — «животворящий», «полный жизни»). В русской традиции имя Зотик не было распространённым, но встречалось в среде духовенства и крестьян северных губерний. От него образовались фамилии Зотиков, Зотов и — через стяжение начального звука — Изотов. А вот Изотеев — это уже патроним второго порядка: сначала от имени Изот появилось отчество Изотей (в диалектном произношении или под влиянием мягкого варианта склонения), а затем от него — фамилия Изотеев. Суффикс -еев здесь указывает на принадлежность: «сын Изотея», то есть внук Изота.

Модель образования нестандартна. Обычно от имени Изот делали фамилию Изотов напрямую. Форма Изотеев говорит о том, что в какой-то момент в быту закрепилось отчество Изотеевич (или Изотеевна), а потом оно «отсеклось» до фамилии. Такое встречается, если имя Изот склоняли по мягкому варианту (как Илья — Ильин, но Изот — Изотьев?), или если в говоре имя произносили как Изотий. В любом случае, перед нами редкий случай, когда патроним прошёл через дополнительную ступень.

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку европейской России. В дореволюционных записях Изотеевы встречаются в Вятской и Пермской губерниях, а также среди старообрядцев Забайкалья. В среде староверов имя Зотик (Изот) почиталось, так как святой Зотик Сиротопитатель считался покровителем сирот и больных. Поэтому предки носителей фамилии могли быть не просто крестьянами или ремесленниками, но и людьми, глубоко связанными с церковной традицией, возможно, священниками или начётчиками.

Словообразовательная редкость фамилии — её главная особенность. Если фамилий Изотовых тысячи, то Изотеевых — единицы. Такая форма сохранилась только там, где имя Изот передавалось из поколения в поколение и отчество закрепилось как родовое прозвание, не «спрямившись» до более простого варианта.