Фамилия Лопатьева образована от мужского нецерковного имени или прозвища Лопата. Такие «инструментальные» имена — Лопата, Топор, Молот — были в ходу на Руси вплоть до XVII века и давались не в насмешку, а как оберег или по роду занятий. В «Ономастиконе» С. Б. Веселовского зафиксированы реальные носители этого имени: Никита Прокофьевич Лопата Хитрово (1562 год), а также помещики Юрий и Михаил Матвеевичи Лопатины (1550 год, Москва). Значит, уже в XVI веке прозвище Лопата бытовало в среде служилых людей, а не только среди крестьян.

Модель фамилии — суффикс -ев-, присоединённый к основе Лопат-. Ударение падает на второй слог: Лопа́тьева. Здесь любопытная деталь: если бы фамилия образовалась от слова «лопата» напрямую, мы бы ожидали форму Лопатов. Но суффикс -ев- указывает на то, что в основе лежит не нарицательное существительное, а именно личное имя Лопата, которое склонялось по мягкому типу (как «воевода» — «воеводы»). От формы родительного падежа «Лопаты» и возникла фамилия Лопатьев: «чей? — Лопатьев сын», то есть сын Лопаты.

Фамилия Лопатьева — женская форма от Лопатьев. Она не указывает на сословие напрямую: её могли носить и крестьяне, и мещане, и дворяне, если в роду был предок по имени Лопата. Встречается фамилия преимущественно в центральных и северных областях России, где были сильны традиции мирских имён. Стоит отличать её от более частой Лопатина: та образована от той же основы, но с другим суффиксом (-ин), и указывает на принадлежность к роду Лопаты иначе, через притяжательное прилагательное. Лопатьевых исторически меньше, и фамилия сохранила более архаичную словообразовательную форму.