Фамилия Марсоева — яркий пример того, как редкое имя или прозвище, вышедшее из обихода, сохраняется в современной фамилии. Её основа — мужское личное имя Марсой, которое в русской ономастике встречается нечасто. Скорее всего, это не прямое заимствование из античной мифологии (от бога войны Марса), а местная, диалектная форма. В северных и сибирских говорах слово «марсой» могло означать «хмурый», «угрюмый» или «нелюдимый» человек. Такое прозвище давали тому, кто держался особняком, был молчалив и суров. Вторая версия, менее вероятная, но возможная: «марс» в некоторых диалектах — это бранное или ироничное прозвище для ленивого или нерасторопного человека.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Марсоев — сын Марсоя. Это типичная модель для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ с конечным -ой. Ударение в исходном прозвище, скорее всего, падало на последний слог: Марсо́й, отсюда и фамильное ударение на втором слоге — Марсо́ева, а не на первом.

Фамилия чрезвычайно редкая. Карты распространения русских фамилий (например, работы В. А. Никонова) не фиксируют Марсоевых в густонаселённых центральных областях. Единичные носители встречаются в Поволжье и на Урале, что косвенно подтверждает версию о диалектном, а не книжном происхождении. Если бы фамилия вела родословную от римского бога, она была бы распространена среди духовенства или дворянства, но этого не наблюдается. Марсоевы — потомки крестьян или посадских людей, чьё прозвище закрепилось в документах XVII–XVIII веков.

Интересно, что фамилия не имеет «кальки» в других славянских языках. В польском или украинском ономастиконе аналогов нет. Это подчёркивает её сугубо русское, локальное происхождение. Марсоева — одна из тех фамилий, которые хранят память о живом народном языке, где слово могло быть понятно только в одной губернии или даже волости.