Фамилия Марейсев — редкий случай, когда написание расходится с произношением и сбивает с толку при поиске корня. На слух она воспринимается как Мареев или Маресьев, но буква «с» в середине меняет всю картину. Если бы это было притяжательное прилагательное от имени Марей, фамилия звучала бы как Мареев. Буква «с» указывает на другую основу — скорее всего, на полную форму имени Марисей или Маресей.

Вероятнее всего, в основе лежит крестильное имя Марисий (церковная форма — Марисий, Марис). Это редкое имя, восходящее к латинскому maris — «мужчина, муж». В святцах оно встречается, но широкого хождения не имело. В народной речи имя могло принять форму Марисе́й или Маресе́й (с аканьем: Марисей → Маресей). От этой полной формы и образовали фамилию с типичным патронимическим суффиксом -ев: Маресев. А написание Марейсев — результат поздней орфографической путаницы: букву «е» вставили для благозвучия или по аналогии с фамилиями вроде Андреев, где «е» на месте. На деле исторически верная форма — Маресев, но закрепился вариант с лишней буквой.

Менее вероятная версия связывает фамилию с прозвищем Марей — от диалектного «марать», «мараться». Но в этом случае фамилия писалась бы как Мареев, без «с». Появление «с» в середине почти наверняка говорит об имени, а не о прозвище.

География фамилии узкая. Марейсевы встречаются в основном в центральных и северных областях России — там, где бытовали редкие календарные имена. Сословная принадлежность, скорее всего, крестьянская или мещанская: в дворянской среде такие редкие имена почти не фиксируются, а у крестьян имя могли дать по святцам, не особенно заботясь о благозвучии.

Таким образом, Марейсев — это «сын Марисея» (или Маресея). Фамилия сохранила в себе редкое церковное имя, которое почти исчезло из обихода, и при этом обросла лишней буквой, но именно это делает её узнаваемой.