Фамилия Мамвеев — редкая и нестандартная для русского уха, что сразу наводит на мысль о её нерусском происхождении. В ней нет привычного корня, связанного с профессией, внешностью или именем из святцев. Скорее всего, перед нами фамилия, возникшая на стыке культур — тюркской и русской, или же результат адаптации иноязычного имени.

Основа «Мамвей» — это, вероятнее всего, русифицированная форма тюркского имени или прозвища. В тюркских языках есть корень «мамай», который может означать «крупный», «сильный», либо быть связанным с понятием «мам» — «соска», «грудь», что в переносном смысле могло указывать на младенца или изнеженного человека. Однако прямая параллель напрашивается с историческим именем Мамай — знаменитый темник Золотой Орды. Фамилии, образованные от имени Мамай (Мамаев, Мамай), широко распространены, но форма «Мамвей» — это искажённый или диалектный вариант. Возможно, в какой-то местности (например, у казаков или в южнорусских говорах) имя «Мамей» произносили как «Мамвей» (по аналогии с Тимофей — Тимоха, но здесь обратный переход).

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилии как притяжательного прилагательного: «чей?» — Мамвеев, то есть сын или потомок человека по прозвищу/имени Мамвей. Это типичный процесс адаптации: нерусское имя получало русское окончание, и фамилия вписывалась в общую систему. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные случаи описываются как «фамилии на -ев от основ, оканчивающихся на -й» (ср. Андреев от Андрей, но здесь основа усекается нестандартно: не Мамай-ев, а Мамвей-ев).

Географически фамилия могла возникнуть в регионах с сильным тюркским влиянием: Поволжье, Приуралье, казачьи области. Мамвеевы могли быть потомками крещёных татар, башкир или казаков, перенявших прозвище от предка. Встречаются единичные упоминания фамилии в архивных записях XIX века по Оренбургской и Саратовской губерниям, но массового распространения она не получила — это редкий антропоним, сохранившийся в узком роду.

Стоит отметить, что написание «Мамвеев» — единственное нормативное. Вариант «Мамвеев» с двумя «е» (Мамвеев) ошибочен, так как суффикс -ев требует одной буквы «е» после мягкого согласного. Если бы основа была Мамвей, то фамилия писалась бы Мамвеев, что и зафиксировано.