Фамилия Онуфрей — редкий случай, когда в основе лежит не крестильное имя, а его усечённая народная форма. Полное каноническое имя — Онуфрий (греч. Onuphrios, предположительно от египетского «святой» или «бог Анубис»). В русской бытовой традиции длинные имена часто сокращали: Онуфрий превращался в Онуфрей — так же, как Димитрий в Дмитрей, а Георгий в Егор. Фамилия закрепила именно этот разговорный вариант, без возврата к церковной норме.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ев присоединяется к основе Онуфрей. Это типичный патроним — «сын Онуфрея». В отличие от фамилий на -ов (от основ на твёрдый согласный) и -ин (от основ на -а/-я), суффикс -ев здесь указывает на мягкий исходный согласный в имени. Такая модель характерна для центральных и северных регионов России, где церковные имена бытовали в обиходных формах.

В ономастических справочниках, в частности у Б. Унбегауна, форма Онуфрей рассматривается как вариант имени Онуфрий, а фамилия Онуфреев (от полной формы) встречается чаще. Онуфрей — более редкий вариант, который мог возникнуть в среде, где имя произносили на местный лад, без книжного влияния. Сравните с фамилиями Онуфриев, Онуфренко, Онуфрийчук — все они восходят к тому же корню, но с разными суффиксами и региональной привязкой.

Предки носителя фамилии Онуфрей — скорее всего, крестьяне или посадские люди, так как у дворянских родов фамилии чаще образовывались от полных церковных форм через суффикс -ов. В духовном сословии тоже встречались фамилии от Онуфрия, но обычно в форме Онуфриевский или Онуфреев. Географически фамилия тяготеет к северо-западу России, где сохранялись архаичные произносительные нормы.

Фамилия не получила широкого распространения и не попала в списки знаменитых носителей. Её ценность — в прозрачной этимологии, которая показывает, как живой язык перерабатывал церковные имена, оставляя в фамилиях следы бытового произношения, а не книжной нормы.