Фамилия Кельсеев звучит нехарактерно для русского уха, и причина в основе. Она образована не от славянского корня, а от финно-угорского имени или прозвища Кельсей. Суффикс -ев указывает на стандартную модель русской фамилии: сын Кельсея. Исходная форма, скорее всего, была Кельсей, а не Кельсий, иначе мы бы имели дело с фамилией Кельсиев.

Самая вероятная версия происхождения — карельская или вепсская. В прибалтийско-финских языках есть слово kelsi — «жёлтый» или «бледный». Прозвище Кельсей могли дать светловолосому, белёсому человеку или, наоборот, тому, кто часто болел, был бледен. В северных губерниях России, особенно в Олонецкой и Архангельской, где веками жили карелы и вепсы, такие имена-прозвища легко переходили в русские фамилии при крещении или переходе в православие. Фонетически это безупречно: финское «ks» в русском языке часто превращалось в «кс», а окончание адаптировалось под мужское имя.

Менее убедительная гипотеза связывает фамилию с греческим именем Кельсий, но она слабая: греческие имена в русской среде давали редко, и обычно они оставляли след в фамилиях духовенства (Кельсий — Кельсиев). Однако суффикс -еев, а не -иев, указывает скорее на народную, а не книжную основу. К тому же фамилия Кельсеев почти не встречается в центральных и южных регионах, зато фиксируется на Русском Севере.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные случаи разбираются в разделе финно-угорских заимствований: модель «основа на согласный + -ев» типична для адаптации нерусских имён. Так что Кельсеев — не случайный вариант, а прямой потомок древнего прозвища, которое когда-то описывало внешность или состояние здоровья человека из карельской или вепсской среды.