Фамилия Мерзоев — одна из тех, где корень ясен, а вот история образования неочевидна. В основе лежит слово «мёрзлый» или глагол «мерзнуть», но фамилия эта не о температуре, а о человеческом характере. Скорее всего, Мерзоев — потомок человека по прозвищу Мерзлой. Так в старину называли не столько зябкого, сколько неприветливого, угрюмого, «холодного» в общении человека. В говорах «мерзлый» могло означать «бесчувственный», «суровый», и такое прозвище давали человеку с тяжёлым нравом.

Суффикс -ев указывает на русскую патронимическую модель: Мерзоев — «чей?» — сын Мерзого. Тут важно ударение. В большинстве случаев фамилия произносится с ударением на второй слог — Мерзо́ев, что типично для основ на -ой (сравните: Толстой — Толсто́ев). Однако в некоторых регионах, под влиянием северных говоров, могли ставить ударение на первый слог — Ме́рзоев, но это редкость.

Географически фамилия не массовая. Встречается в основном в Поволжье и на юге России, что косвенно подтверждает её прозвищное происхождение: на юге «мёрзлый» — явная характеристика характера, а не состояния. В дореволюционных списках Мерзоевы фигурируют среди крестьян и мещан, дворянских родов с такой фамилией нет.

Любопытная деталь: в некоторых документах XVIII–XIX веков фамилию писали через «ё» — Мерзоев, но в метрических книгах часто встречается написание через «е» — Мерзоев. Это связано с тем, что букву «ё» в официальных бумагах до XX века почти не использовали, хотя произносили её. Так что предки нынешних Мерзоевых почти наверняка были «Мерзёвыми» в устной речи.

Сравните с однокоренными фамилиями — Мерзликин, Мерзляков. Они образованы от той же основы, но с разными суффиксами: -кин (от Мерзлика) и -яков (от Мерзляка). Мерзоев стоит особняком — это самый краткий вариант, без наращений, что говорит о древности прозвища: оно закрепилось за родоначальником, когда фамилии только начинали складываться.