Фамилия Одимпиева — редкий случай, когда основа просматривается почти прозрачно, но привычный слух спотыкается. Это женская форма фамилии Одимпиев. Чтобы понять её происхождение, достаточно разбить слово на части: корень «Одимпи-» и суффикс «-ев». В русских фамилиях суффикс «-ев» присоединяли к основам на мягкий согласный или на -й. Здесь основа явно восходит к имени или прозвищу Одимпий.

Само имя Одимпий — это народная, упрощённая форма канонического крестильного имени Олимпий. В православных святцах есть мученик Олимпий (память 30 июля по старому стилю). В греческом оригинале — Олимпиос, от Олимп, что значит «небесный», «священный». В русской устной традиции имя часто редуцировалось: начальное «Оли-» превращалось в «Оди-» (сравните: Олимп — Одимп). Так Олимпий становился Одимпом. Фамилии на «-ий» вообще давали уменьшительные или обиходные формы: вместо полного Олимпиев возникал вариант Одимпьев, а затем, при склонении, — Одимпиев.

Таким образом, Одимпиева буквально означает «принадлежащая Одимпию», то есть потомку человека по имени Одимпий (Олимпий). Носительница фамилии — женщина, а её предки по мужской линии, скорее всего, происходили из крестьянской или мещанской среды, где имя Олимпий не было редкостью, но в быту его упрощали до более лёгкого произношения. Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским областям, где подобные фонетические изменения встречаются чаще. Встречаемость крайне низкая, что делает её ценным маркером для генеалогического поиска.