Фамилия Нантелеева — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В ней нет привычных указателей на географию или профессию, и сразу понять, от какого слова она образована, не получится. Чтобы разобраться, нужно посмотреть на то, как фамилия построена, и на возможные варианты её основы.

Словообразовательная модель — типичная для русских фамилий: суффикс -ев присоединён к основе. Поскольку окончание -а указывает на женский вариант, мужская форма фамилии — Нантелеев. В центре внимания — корень «нантел-». Он не встречается в современном русском языке как самостоятельное слово, что заставляет искать его истоки в диалектах, прозвищах или иноязычных заимствованиях.

Самая вероятная версия — прозвищное происхождение от слова «нантя» или «нантюха», которое в некоторых северных и сибирских говорах означало «неповоротливый, медлительный человек» или «увалень». В таком случае фамилия Нантелеев — это отчество от прозвища Нантелей (форма с суффиксом -ей, характерным для личных имён и прозвищ). То есть Нантелеев — «сын Нантелея», а Нантелей — это человек, которого прозвали за медлительность.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с каноническим именем Пантелей (Пантелеймон). В просторечии это имя часто сокращали и искажали: Пантеле́й, Панте́ля, Нанте́ля (с заменой начального «п» на «н» под влиянием местного говора или просто из-за редукции). От Нантели или Нантелея и могла пойти фамилия. Такой путь — от церковного имени через народную форму — обычен для русских фамилий, но в данном случае первая версия (от прозвища) выглядит чуть убедительнее: фамилия слишком редкая, чтобы быть массово образованной от популярного имени.

У фамилии Нантелеева нет «звёздных» носителей в истории, и в официальных документах она встречается редко. Это типичная «семейная» фамилия, которая, скорее всего, закрепилась в одной или нескольких соседних деревнях и передавалась по наследству без изменений. Её носители — потомки крестьян или ремесленников, получивших прозвище за характерный нрав или внешность.