Фамилия Памятеева — редкий случай, когда корень слова напрямую отсылает к внутреннему миру человека, а не к его профессии или внешности. В основе лежит неканоническое имя или прозвище Память, Памятой, Памята. В русских говорах «память» означала не только способность запоминать, но и «сознание», «разум», «толк». Человека могли прозвать Памятей за хорошую память, сообразительность или, напротив, за забывчивость — в ироничном ключе, как «Беспамятный». Однако чаще всего такие имена давали с пожеланием: чтобы ребёнок рос смышлёным, всё помнил и был рассудительным.

Модель образования фамилии указывает на её северное или восточное происхождение. Суффикс -еев (вместо более привычного -ев) характерен для фамилий, возникших от основ на мягкий согласный или -й: Памятей → Памятеев. Форма Памятеева — это женский вариант, указывающий на принадлежность роду Памятеевых. В старых документах фамилия могла писаться как Памятев, Памятов или Памятеевъ, но вариант с двойным «е» закрепился, вероятно, под влиянием живого произношения.

Географически фамилия привязана к Вятке и Пермскому краю. В метрических книгах XIX века Памятеевы встречаются в Слободском уезде Вятской губернии — регионе, где были сильны старообрядческие традиции и где сохранялись архаичные прозвища. Это не дворянская фамилия, а крестьянская или мещанская: предки носителя фамилии, скорее всего, были государственными крестьянами или мастеровыми на уральских заводах.

Родственных фамилий немного: Памятнов (от «памятный» — достопамятный человек), Памятников (от прозвища Памятник) и более редкая Памятин. Все они восходят к тому же смысловому гнезду, но Памятеева стоит особняком из-за суффикса -еев, который в русской ономастике встречается реже, чем -ов или -ин. Это делает фамилию не только говорящей, но и структурно редкой.