Фамилия Касатеев — это типичная русская фамилия, образованная по модели «прозвище + суффикс -ев». Основа здесь — прозвище Касатей, которое, скорее всего, восходит к диалектному прилагательному «касатый», то есть «имеющий косички». В русской деревне такое прозвище могли дать мальчику или парню, который носил длинные волосы, заплетённые в косы, — в крестьянской среде это выделяло человека и легко закреплялось как обиходное имя.

Существует и другая версия, но она менее правдоподобна. Согласно ей, прозвище связано со словом «касатка» — так в тамбовских говорах называли ласточку. Если принять эту гипотезу, то прозвище могли дать маленькому, любимому ребёнку (ласково — «ласточка моя») или же миловидному, красивому парню. Однако связка «касатка → Касатей» фонетически менее прозрачна, чем прямая основа «касатый».

Обратим внимание на суффикс -ей в прозвище. Это нередкий для русских неканонических имён формант (сравните: Баламутей, Непоседей). Он придаёт слову разговорный, бытовой оттенок. Прозвище Касатей, вероятно, было не обидным, а скорее описательным или ласкательным — так называли человека, которого хотели выделить из толпы по внешней примете или по-доброму пожурить.

Фамилия Касатеев закрепилась в формах на -ев, а не на -ов, потому что основа оканчивается на мягкий согласный (й). По правилам русской фамильной модели, к таким основам присоединяется именно -ев. Географически фамилия встречается в основном в центральных регионах России, особенно в бывших Тамбовской и Рязанской губерниях, что косвенно подтверждает диалектную версию о «касатом» или «касатке».

Таким образом, предок современных Касатеевых — человек, которого в своей среде называли Касатей, и это имя перешло к потомкам как фамилия. Без дополнительных исторических записей сложно сказать, шла ли речь о косичках или о ласковом сравнении с ласточкой, но в любом случае прозвище было живым и конкретным, а не книжным.