Фамилия Пантлеев — один из тех случаев, когда ухо слышит одно, а глаз видит другое. На слух она почти неотличима от распространённой фамилии Пантелеев, но на письме теряет одну букву «е». Эта разница — не опечатка, а следствие разных путей, которыми шло освоение церковного имени Пантелеимон в русских говорах.

В основе фамилии лежит крестильное имя Пантелей, народная форма от Пантелеимон (греч. «всемилостивый»). В просторечии имя часто редуцировалось: Пантелей, Пантелейка, Пантюха. От краткой формы Пантлей (без «е» в середине) и возникла фамилия Пантлеев. То есть это не вариант написания, а самостоятельная производная, закрепившаяся в определённых семьях. Суффикс -ев указывает на принадлежность: «сын Пантлея».

Примечательно, что фамилия Пантлеев — редкая и географически локализованная. Если Пантелеевы встречаются повсеместно и входили даже в дворянские роды, то Пантлеевы — почти исключительно крестьянская фамилия, записанная преимущественно в чернозёмных областях России, особенно в бывшей Воронежской губернии. Это говорит о том, что форма имени Пантлей бытовала в южнорусских и среднерусских говорах, где аканье и стяжение гласных были нормой.

В отличие от фамилий на -ин, которые образуются от основ на -а/-я (Пантелей — Пантелеин), Пантлеев использует суффикс -ев, что типично для имён, оканчивающихся на мягкий согласный. Модель образования проста: прозвище или неполное имя Пантлей → Пантлеев. Никакой другой смысловой нагрузки, кроме отчества, фамилия не несёт. Пантелеимон был святым-целителем, но прямого отношения к профессии предка это не имеет — фамилия указывает только на то, что деда или прадеда звали Пантелей.

Встречается также вариант Пантлеев с ударением на первый слог, что характерно для донских говоров. Если ваши предки — казаки или крестьяне юга России, велика вероятность, что фамилия закрепилась именно в этой форме. В метрических книгах XIX века Пантлеевы и Пантелеевы могли записываться даже в одной волости, но для переписчиков разница была принципиальной: Пантлей — это народная, «простая» форма, а Пантелей — более книжная.