Фамилия Изотьева — женская форма мужской фамилии Изотьев, которая образована от имени Изотий. В основе лежит каноническое православное имя Зотик (Зотик Сиротопитатель, раннехристианский святой), которое в народном произношении на русской почве потеряло начальный звук «з» и изменилось до формы «Изот». В некоторых говорах имя бытовало как Изотий или Изот, а фамилия закрепилась именно с суффиксом -ев, указывающим на принадлежность: «Изотьев» значит «сын Изотия» или «человек из рода Изотия».

Интересная деталь — редкий для русских фамилий суффикс -ев при основе на мягкий согласный (ть). Обычно фамилии от имён на -ий давали суффикс -ьев (например, Ильин от Илья, но Изотьев — от Изотий). Здесь сработала фонетическая адаптация: имя Изотий в быту звучало как «Изоть», поэтому притяжательная форма пошла не от полной церковной формы, а от разговорного варианта. Это указывает на невысокое социальное происхождение первых носителей — скорее всего, крестьянское или посадское, где церковные имена переделывали на свой лад.

Географически фамилия Изотьев (и Изотьева) встречается преимущественно в центральных и северных регионах России — в Вологодской, Костромской, Архангельской областях, а также в Поволжье. Встречаемость невысокая, что типично для фамилий от редких форм имён. В ономастических словарях (например, у Б. Унбегауна) фамилии от имени Зотик обычно разбираются через форму Зотов, но вариант Изотьев — более редкая боковая ветвь, сохранившая следы местного произношения.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Зотов, Зотьев, Изотов — то Изотьев стоит особняком благодаря двойному смягчению: и в основе, и в суффиксе. Это может говорить о том, что предки носителей фамилии жили в ареале «цоканья» или «чоканья», где мягкие согласные произносили особенно отчётливо. Впрочем, без точных генеалогических данных это лишь предположение.