Фамилия Неустроев происходит от древнего славянского мирского имени Неустрой. Такой вывод подтверждается логикой имянаречения: наряду с христианскими именами наши предки часто давали детям «обережные» имена. Считалось, что если назвать ребенка Неустроем, то есть «беспорядком», злые духи не позарятся на него и не заберут, а настоящая жизнь сложится благополучно, в достатке и строю. Поэтому, хотя буквально слово «неустрой» в старину означало «беспорядок, неурядица», в основе фамилии лежит не насмешливое прозвище неряхи, а именно охранное имя, призванное уберечь мальчика от сглаза.

Впрочем, версия о том, что прозвище Неустрой могли дать непоседливому или несерьезному человеку, тоже имеет право на существование, но она менее убедительна. В пользу «обережной» гипотезы говорит тот факт, что имена с отрицательным значением были широко распространены у славян: достаточно вспомнить имена Некрас, Неждан, Немил. Все они выполняли одну и ту же функцию — отводили беду.

В труде историка С. Б. Веселовского упоминаются Суета, Суторма, Неустрой и Булгак Васильевичи Бессоньевы, землевладельцы середины XVI века из Переяславля. Этот пример подтверждает, что имя Неустрой бытовало в среде служилых людей и землевладельцев, а не только в крестьянской среде.

Сама фамилия образована по стандартной патронимической модели: к основе Неустрой добавили притяжательный суффикс -ев, который указывал на принадлежность. Изначально Неустроев — это «сын Неустроя». Со временем, когда фамилии закрепились и перестали осознаваться как указание на отца, форма застыла и стала передаваться по наследству без изменений.