Фамилия Маресев образована по самой распространённой в русской антропонимии модели — от личного имени или прозвища с помощью патронимического суффикса -ев. В основе лежит имя Маресей, которое является народной, разговорной формой канонического имени Марин (или, реже, Марий). Имя Марин в переводе с латинского означает «морской», но в русской среде оно давно утратило связь с исходным значением и воспринималось просто как крестильное имя. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или на -й: Маресей — Маресев.

Есть и вторая, менее очевидная версия. В некоторых говорах «маресь» или «марес» могло быть прозвищем, связанным с понятием «марево» — знойный туман, дымка, жаркое марево над землёй. Такое прозвище могли дать человеку рассеянному, мечтательному, «туманному» в мыслях, либо, напротив, тому, кто работал в жарком и душном месте — например, у печи или в поле в летний зной. Однако эта версия уступает первой по вероятности: прозвища от явлений природы встречаются реже, чем производные от имён.

Фамилия не относится к числу самых распространённых, но встречается в разных регионах России, преимущественно в центральных и южных областях. Её редкий вариант — Маресев, а не Маресов — подтверждает, что предок носителя фамилии носил имя Маресей, а не Марес. В дореволюционных документах фамилия могла записываться через ять или с двойной согласной, но устойчивое написание сложилось к концу XIX века.

Таким образом, человек с фамилией Маресев может считать своим предком крестьянина или горожанина, которого в церковных книгах записывали как Маресей — уменьшительная форма от Марин. Фамилия не дворянская, не купеческая, а типично крестьянская или мещанская, и её происхождение укладывается в обычную для России схему: имя отца, записанное в третьем поколении, стало фамилией.