Фамилия Хиреев образована от прозвища или нецерковного имени Хирей. В основе лежит глагол «хиреть» — слабеть, чахнуть, терять силы. Так в народе могли прозвать болезненного, тщедушного человека либо, напротив, дать имя с охранительной функцией: чтобы злые силы не позарились на ребёнка, его нарекали «хилым» именем, как бы пряча от невзгод. Подобная практика была распространена в русской деревне: рядом с именами Ждан, Неждан, Некрас встречались и «слабые» прозвища вроде Хирей.

Модель образования проста и типична для восточнославянских фамилий: суффикс -ев присоединялся к основе на -й (Хирей → Хиреев). В документах XVI–XVII веков нередки записи «Хирей Иванов сын» или просто «Хирей». Фамилия закрепилась, когда сына или внука Хирея стали записывать как Хиреева — буквально «потомок Хирея». Аналогично строились фамилии Бореев (от Борей), Лысеев (от Лысей) и другие.

Географически фамилия встречается в разных регионах, но заметный след оставила на юге России и в Поволжье. В курских и воронежских говорах слово «хиря» означало не только хилого человека, но и скудный урожай, непогоду — дополнительный пласт значений, который мог повлиять на прозвище. Встречается также вариант Хиреев с ударением на второй слог, что не меняет этимологии, но указывает на диалектную особенность произношения.

Однокоренные фамилии — Хирин, Хиров, Хиряков — образованы от тех же корней, но с разными суффиксами. Сравнение показывает, что основа была живой и продуктивной в прозвищной системе. Хиреев — один из немногих примеров, где суффикс -ев стоит после йота, что делает его морфологически узнаваемым, хотя на слух фамилия кажется простой и прозрачной.