Фамилия Недосеева — женская форма фамилии Недосеев, а та, в свою очередь, образована от прозвища Недосей. В основе лежит глагол «сеять» с отрицательной приставкой «недо-». Прямое значение — «тот, кто не досеял, плохо закончил посев». В крестьянском быту недосев грозил голодом, поэтому прозвище давали нерадивому или неудачливому хозяину, который по лени или из-за погоды не справился с полевыми работами. В словаре древнерусских личных имён Веселовского встречается похожая фамилия Недосеков (от «недосек» — плохой косарь), что подтверждает типичность такой модели для прозвищ по качеству труда.

Интересная особенность — суффикс «-ев», а не «-ов». В фамилиях на «-ев» основа обычно оканчивается на мягкий согласный или «ц»: Недосеев (от Недосей) звучит естественно для северных и центральных говоров, где имя Сей (от Сеян) бытовало как сокращение от Севастьян или Северин. То есть прозвище могло означать не только «недосеявший», но и «недо-Сей» — человек, которого в шутку называли неполноценным носителем имени Сей. Вторая версия менее вероятна, но лингвистически возможна.

Географически фамилия Недосеева разбросана по России без ярко выраженного гнезда, но чаще встречается в Поволжье и на Урале. В метрических книгах XIX века носители — в основном государственные крестьяне, реже мещане. Сословной элиты среди Недосеевых не было, что логично: прозвище из крестьянской среды редко переходило в дворянство.

Сегодня фамилия редкая, но не исчезающая. Её носители — потомки тех самых земледельцев, чьё прозвище закрепилось в официальной фамилии после отмены крепостного права. По модели образования Недосеева стоит в одном ряду с Непахаевым, Нежнивым, Непряхиным — всеми фамилиями, которые фиксировали неудачу или небрежность в труде, но со временем потеряли уничижительный оттенок.