Фамилия Леврентьев — редкий случай, когда написание расходится с привычным слуху вариантом. Скорее всего, перед нами не самостоятельная фамилия, а искажённая запись фамилии Лаврентьев. В русских говорах, особенно северных и южных, звук «а» после мягкого «л» часто переходил в «ё» или «е»: Лёврентий, Леврентий. Такую форму нередко фиксировали писцы, записывавшие фамилию на слух. Поэтому этимологически Леврентьев восходит к крестильному имени Лаврентий (от латинского Laurentius — «житель города Лаврент», «увенчанный лаврами»).

Если же отбросить версию об описке, то основа фамилии — прозвище или неканоническое имя Левря. Это краткая форма от Лев (греческое Leon — «лев»). Суффикс -ев типичен для русских фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или -й. В таком случае Леврентьев — «сын Леври» или «потомок Леври». Такие уменьшительные имена на -ря (Левря, Петря, Вася) были распространены в крестьянской и посадской среде Древней Руси.

Обращает на себя внимание суффикс -ентьев, нехарактерный для русской модели. В классической ономастике (например, в работах Б. Унбегауна) фамилии с -ентьев относят к числу книжных, церковных по происхождению. Они возникали, когда основой служило полное календарное имя (Лаврентий → Лаврентьев), а не его народная форма. Но в случае Леврентьев мы видим народную фонетику («е» вместо «а») в рамках той же церковной модели. Такое сочетание встречается в южнорусских и белорусских говорах, где аканье и еканье влияли на запись фамилий в метрических книгах.

Географически фамилия Леврентьев тяготеет к регионам с сильной диалектной традицией: Курская, Орловская, Тамбовская губернии, а также юг Сибири, куда переселенцы принесли свой говор. Встречается она редко, намного реже, чем Лаврентьев. Известных носителей с такой фамилией нет — это типичная «деревенская» фамилия, не попавшая в элиту и не закрепившаяся в истории.

Таким образом, Леврентьев — почти наверняка фонетический вариант Лаврентьева. Фамилия рассказывает о предке, носившем имя Лаврентий (или прозвище Левря), и о том, как местное произношение изменило её письменную форму. Это не ошибка, а живая запись народной речи, застывшая в документе.