Фамилия Пагасеева — редкая и непростая для однозначного толкования. Её основа, скорее всего, восходит к личному имени или прозвищу Пагасей. В русской ономастике это имя не встречается, что указывает на его возможное иноязычное происхождение. Наиболее вероятная версия — тюркские корни. В тюркских языках есть слово «бага» (baga) — «бык», «сильный», «богатырь», которое могло лечь в основу имени. Суффикс -сей в таком случае может быть адаптированным окончанием (например, от имени Багасы), либо частью более сложного слова. Альтернативная, менее правдоподобная версия — связь с греческим именем Пагасий (от «пагос» — «холм», «скала»), но для фамилии, бытующей преимущественно в России, это маловероятно.

Фамилия образована по стандартной русской модели с патронимическим суффиксом -ев, который присоединяется к основам на мягкий согласный или -й. Таким образом, Пагасеева — это «дочь/жена Пагасея», а Пагасеев — «сын/потомок Пагасея». Форма на -ева указывает на женский вариант фамилии, но исторически она закрепилась за родом в целом.

География фамилии очень узкая. По данным открытых источников, основные носители фамилии Пагасеев/Пагасеева проживают в Поволжье, в частности в Республике Татарстан и соседних областях. Это хорошо согласуется с тюркской версией происхождения: в регионе исторически сильны татарские и башкирские корни. Предки современных Пагасеевых, вероятно, были крещёными татарами или представителями других тюркских народов, чьи имена были русифицированы при переходе в православие или при записи в метрические книги.

Сословная принадлежность рода, скорее всего, была крестьянской или мещанской. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В документах XIX — начала XX века её носители могли числиться государственными или удельными крестьянами, что типично для нерусских фамилий, адаптированных в русской среде. Уникальность фамилии в том, что она сохранила редкую основу, не перешедшую в массовые формы вроде Пагасов или Багаев, и тем самым указывает на конкретное, возможно, родовое прозвище предка.

Если говорить о написании, то вариант через «а» (Пагасеев) — основной. Встречающееся иногда «Погосеев» — результат диалектного аканья или ошибки писарей. Фамилия не имеет отношения к слову «пагода» или чему-либо подобному, это чисто антропонимическое образование.