Фамилия Касеев образована от диалектного варианта тюркского имени Касим — Касей. В арабском языке имя Касим означает «распределяющий, разделяющий». Это имя было широко распространено у тюркских народов, и его местные произносительные варианты дали жизнь множеству фамилий.

Модель образования фамилии типична для русской ономастики: к основе Касей добавился патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Касея). Такой же суффикс встречается у фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или й.

География фамилии указывает на её происхождение в зоне тюркско-славянского пограничья — в Поволжье, на Урале или в Западной Сибири, где татары, башкиры и другие народы веками контактировали с русскими. Носители фамилии Касеев — это потомки человека, которого в обиходе звали Касей, а не полным именем Касим. Такое сокращение — не редкость: в русской среде тюркские имена часто усекались для удобства произношения.

Менее вероятна связь с русским словом «касый» (косой) или диалектным «касея» (нечто кривое), так как фамилия имеет чёткую тюркскую параллель. Вариант от имени Касим — основной и самый убедительный.