Фамилия Леопаева — женская форма от мужской Леопаев. В её основе лежит редкое, почти забытое имя или прозвище Леопай. Чтобы понять его смысл, разберём слово по частям. Первая часть — «лео-» восходит к греческому «леон» (лев) или к латинскому «leo». В русских именах эта частица встречалась редко и чаще в книжной, церковной среде (например, Леонтий). Вторая часть — «-пай» — это диалектное или старинное слово, означавшее «доля, часть, надел» (от глагола «паять» — соединять, делить). Таким образом, Леопай — это «львиная доля» или, в переносном смысле, «тот, кто получил большую часть, удачливый».

Словообразовательная модель проста: от прозвища Леопай через притяжательный суффикс -ев (чей? — Леопаев) образовалась фамилия сына или внука. Окончание -а в женской форме указывает на принадлежность женщине (дочери или жене Леопаева). Суффикс -ев, а не -ов, подсказывает, что основа оканчивалась на мягкий согласный или на й (Леопай → Леопаев).

Географически фамилия Леопаева встречается крайне редко. Основные очаги — центральные регионы России и Поволжье, где сохранились диалектные слова «пай» и «паять» в значении «надел». В дореволюционных переписях эта фамилия не фиксируется как дворянская или купеческая — скорее всего, она крестьянская или мещанская. Прозвище Леопай могли дать человеку, который умел выбить себе лучший кусок земли при переделе общинных наделов, или же удачливому хозяину.

Встречается вариант написания через «ё» — Леопаёва, но он не меняет смысла. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) прямых упоминаний Леопаева нет, что подтверждает её редкость. Зато можно найти похожую модель: фамилии типа Добропай, Косопай, где второй корень тот же — «пай». Леопаев стоит в этом ряду особняком из-за экзотической первой части, что делает её одной из самых необычных русских фамилий с «книжным» корнем.