Фамилия Нероевы — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка было образовано от глагола «нырять» или «нырнуть». В северных и центральных говорах «нырой» или «нерой» называли ныряльщика, водолаза, а также того, кто постоянно возится с водой: рыбака, лодочника, перевозчика. Форма с корнем «нер-» вместо «ныр-» — результат аканья и последующего закрепления на письме: в безударной позиции «ы» перешло в «е». По той же модели возникли фамилии Неров, Неронов, Неручев.

Версия о связи с личным именем Нерон (через уменьшительное Неря или Нерой) маловероятна: имя римского императора в русской среде было редким и почти не использовалось в крестьянской среде, где и формировались массовые фамилии. Скорее всего, прозвище Нерой — бытовое, описательное, данное человеку по занятию или характерной черте.

Суффикс -ев указывает на патронимическое происхождение: Нероевы — потомки человека по прозвищу Нерой. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от основ на -й: Нерой → Нероев, как Борис → Борисов, но с чередованием й/ев. Фамилия закрепилась в основном в северных регионах — в Архангельской и Вологодской губерниях, где рыболовство и водный промысел были основой хозяйства.

Социальный состав Нероевых, судя по архивным данным XIX века, — преимущественно государственные крестьяне и мещане. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её «ремесленное» происхождение. Встречаются варианты написания Нероев и Нероева, но форма Нероевы — множественное число, обозначающее род или семью в целом.

Сегодня фамилия остаётся малочисленной, что делает её особенно ценной для генеалогического поиска: каждый носитель, скорее всего, связан с одним или двумя родовыми гнёздами на Русском Севере.