Фамилия Колодеева — из числа тех, что указывают на род занятий или прозвище предка. В её основе лежит прозвище Колодей, которое связывают с украинским словом «колодiй» — «тот, кто имеет дело с колодой». Само слово «колода» в старину было многозначным: так называли и долбленый улей, и водовозную бочку, и задний вал ткацкого станка, и козлы для выделки кож. Поэтому Колодеем могли прозвать плотника, бондаря, ткача или кожевника — человека, чья работа была связана с одним из этих предметов.

Не исключено и другое объяснение. В диалектах бытовал глагол «колодить» — «упрямо твердить одно и то же». В этом случае прозвище Колодей получал человек с навязчивой манерой речи, упрямец. А ещё так могли в шутку назвать полного, грузного человека — по ассоциации с тяжелой колодой. Какая из версий верна для конкретной семьи, теперь не установить, но все они правдоподобны.

Фамилия образована по стандартной восточнославянской модели: к основе Колодей добавили суффикс принадлежности -ев, а окончание -а указывает на женскую форму (Колодеева). Мужской вариант — Колодеев.

Среди известных носителей фамилии — Иван Хрисанович Колодеев (1859–1914), коллекционер и библиофил. Он был одним из учредителей Военно-исторического общества, членом Особого Комитета по устройству в Москве Музея 1812 года, состоял в Кружке ревнителей памяти Отечественной войны 1812 года и был почетным членом Витебской архивной комиссии. Его собрание — редкий случай в истории частного коллекционирования: оно целиком посвящено эпохе 1812 года.