Фамилия Козьмаев — хороший пример того, как церковное имя, пройдя через народную речь, закрепилось в русском родовом прозвании. Её основа — каноническое имя Косма (в крещении так называли в честь святого Космы, брата Дамиана). В бытовом произношении имя Косма превратилось в Козьма — с типичной для восточнославянской фонетики заменой начального «к» на «коз» (как в фамилии Козьмодемьянский). От этой народной формы Козьма и образована фамилия с помощью патронимического суффикса -ев (после мягкого согласного «м»).

Модель образования проста: Козьма → Козьмаев, то есть «сын Козьмы». Суффикс -ев указывает на принадлежность, и в данном случае фамилия не выходит за рамки типичного русского патронима. Интересно, что полное церковное имя Косма в фамилиях встречается реже: Космачёв, Космин — это уже другие ответвления. Козьмаев же стоит в одном ряду с фамилиями Кузьмин (от Кузьма, народной формы того же Космы), но здесь мы видим именно вариант с начальным «Коз-», который бытовал в некоторых говорах.

По происхождению Козьмаев — стопроцентно русская фамилия, образованная от имени, которое до XVIII века было очень распространено среди крестьян и посадских людей. Святой Косма считался покровителем ремёсел, особенно кузнечного дела, и это могло добавить дополнительный смысловой оттенок, хотя напрямую фамилия указывает лишь на отца, а не на профессию. Носители фамилии встречаются в центральных областях России, в Поволжье и на южном Урале — там, где были сильны старообрядческие традиции, сохранявшие архаичные формы имён.

Спорных версий у этой фамилии практически нет. Редкий вариант написания через «ь» (Козьмаев вместо возможного Козмаев) объясняется просто: в русском языке разделительный мягкий знак перед «я» сохранял произношение имени, не давая ему слиться с суффиксом. Так что Козьмаев — это не искажение, а точная запись того, как звучало имя в живой речи. Если искать однокоренные фамилии, то ближе всего стоят Козьмин, Козьмов и редкая Козьмичев — все они от той же основы, но с разными суффиксами.