Фамилия Мамеев образована от имени Мамей, которое является одной из народных форм арабского имени Мухаммед. В переводе с арабского оно означает «прославляемый», «восхваляемый». Таким образом, в основе фамилии лежит религиозная традиция именования в честь пророка ислама, что часто встречается у народов, исповедующих мусульманство.

Словообразовательная модель здесь проста и типична для русских фамилий тюркского и кавказского происхождения: к основе имени Мамей добавляется патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — Мамеев). Это означает, что предок носителя фамилии носил имя Мамей, а его потомки стали писаться как Мамеевы.

Интересно, что имя Мамей в прошлом бытовало не только как вариант Мухаммеда. В некоторых тюркских языках оно могло быть самостоятельным именем со значением «крепкий», «сильный» или даже восходить к слову «мамай» — так в средневековых тюркских наречиях называли крупное родовое объединение, племя. Впрочем, связь с арабским Мухаммедом остается основной и наиболее вероятной версией для большинства носителей фамилии.

Географически фамилия Мамеев распространена в Поволжье, на Северном Кавказе, в Закавказье и среди татар. Встречается она и у русских, но в таких случаях, как правило, указывает на смешанное происхождение или на то, что предок был крещеным татарином или выходцем из мусульманской среды. В дворянских родословных книгах эта фамилия не фиксируется — её носители относились в основном к крестьянскому, мещанскому или казачьему сословиям.