Фамилия Паксеева образована от мужского имени или прозвища Паксей. Сама основа восходит к крестильному имени Пакс, которое в православных святцах встречается крайне редко. Это имя латинского происхождения (от pax — «мир»), и в русской традиции оно почти не прижилось, поэтому носителей фамилии Паксеевых немного. Суффикс -еев указывает на принадлежность: Паксеев — буквально «сын Паксея». Такая модель типична для фамилий, образованных от имён на -ей (Андрей → Андреев, Матвей → Матвеев).

Возможна и другая версия: Паксей — это не полное имя, а народная форма какого-либо другого крестильного имени. Например, имени Пахомий (в просторечии Пахом), которое греческого происхождения и означает «широкоплечий». В говорах Пахом мог превратиться в Паксей через замену звуков, что не редкость в диалектной среде. Тогда фамилия Паксеев оказывается однокоренной с более распространённой Пахомов, но с иным суффиксальным оформлением.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России: встречается в архивах Вологодской, Костромской и Нижегородской губерний. В этих краях фамилии на -еев часто фиксировались у крестьян и мещан, а не у дворянства, что подтверждает её «низовое» происхождение. Сословной привилегированности у Паксеевых не было — предки скорее всего были землепашцами или ремесленниками.

Стоит обратить внимание на редкий суффикс -еев при основе на -ей. В русской ономастике фамилии с таким окончанием составляют меньшинство по сравнению с -ов и -ин, поэтому Паксеева — один из примеров, когда имя-основа сохранило древнюю форму, не перешедшую в более привычный ряд. В словарях Б. Унбегауна и В. Никонова подобные модели разбираются как маркер архаичного словообразования, уходящего корнями в допетровскую эпоху.