Фамилия Колотеев — одна из тех, где прозвище-основа почти полностью вытеснила память о реальном человеке. В её основе лежит нецерковное имя или прозвище Колотень. В русских говорах «колотень» — это и удар, и толчея, и сбитый, плотный комок чего-либо (например, колотень снега). Но убедительнее всего версия, связывающая прозвище с глаголом «колотить»: колотнем в XIX веке называли человека драчливого, задиристого, либо, напротив, того, кто постоянно занят тяжёлой, ударной работой — например, молотобойца или лесоруба.

Фамилия образована по стандартной восточнославянской модели: к основе «Колотень» добавили притяжательный суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — Колотнев сын). Со временем беглый гласный «е» в суффиксе исчез, и форма «Колотнев» упростилась до «Колотеев». Такая же фонетическая подгонка произошла, например, в фамилиях Корнеев (от Корень) или Коптеев (от Копоть). Вариант написания через «е» (Колотеев, а не Колотнев) закрепился в документах в XVIII–XIX веках, когда писарям было удобнее писать на слух.

География фамилии довольно узкая. По данным переписей и метрических книг, Колотеевы — преимущественно крестьянский род из центральных и южных губерний России: Тульской, Рязанской, Орловской, Курской. Встречаются они и на Урале, куда переселялись с семьями в XIX веке. Среди дворянских родов фамилия не зафиксирована — это верный признак того, что предки Колотеевых были людьми податного сословия, скорее всего, однодворцами или государственными крестьянами.

Любопытно, что в некоторых говорах «колотень» означало ещё и «мелкий лед» или «сосульку». Если прозвище дали по внешности или характеру, то такой человек мог быть «холодным», замкнутым или колючим. Но это лишь вторичная, менее надёжная гипотеза. Основная же линия — трудовая или драчливая, что для крестьянской среды было привычным мотивом для прозвищ.