Фамилия Муханеев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка не связано с насекомым. Прямое значение «муха» здесь обманчиво: в русских говорах слово «мухан» имело совсем другой смысл. В диалектах Поволжья и юга России «муханом» называли бродягу, беспризорника или ленивого, никчёмного человека. Скорее всего, именно это пренебрежительное, но бытовое прозвище и получил предок — за неоседлый образ жизни или нежелание работать. Версия с тюркским корнем (например, от татарского «мухан» — «печаль, горе») менее вероятна: фамилия оформлена русским суффиксом -еев, а не тюркским патронимическим показателем.

Суффикс -еев указывает на принадлежность: Муханеев буквально значит «сын Мухана». Это типичная модель русских фамилий от прозвищ на твёрдый согласный (сравните: Козлов, Петров). Интересно, что ударение в фамилии плавающее: одни носители произносят Муханéев, другие — Мухáнеев. Первый вариант, с ударением на суффикс, исторически первичен — так подчёркивалась патронимическая связь. Второй вариант, с ударением на корень, возник под влиянием ассоциации с мухой.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Уралу. В дореволюционных переписях Муханеевы встречались среди государственных крестьян Казанской и Симбирской губерний. Сословно это были не дворяне, а крестьяне или мещане — фамилия не получила широкого распространения и осталась локальной.

В отличие от однокоренных Мухин (от прозвища Муха) или Муханов (от тюркского имени Мухан), Муханеев стоит особняком: он образован от диалектного слова, которого нет в литературном языке. Это делает фамилию ценной для историка говоров — она сохранила лексику, почти исчезнувшую из живой речи.