Фамилия Павлеева — яркий пример «материнской» модели образования, редкой в русском ономастиконе. Вместо привычного отчества (Павлов — сын Павла) здесь закрепилось прозвище по матери: Павлея — это разговорная, народная форма женского имени Павла. Такая модель (суффикс -еев, а не -ов) указывает на то, что предок этой семьи носил прозвище или неканоническое имя Павлея, а его дети стали «Павлеевыми». В крестьянской среде, где женщина могла остаться единственной кормилицей или главой дома, детей могли записать по материнскому имени — это и породило подобные фамилии.

Корень фамилии — каноническое имя Павел, пришедшее из латыни (paulus — «малый», «небольшой»). Однако в народной речи имя видоизменялось: Павлей, Павлюк, Павлея. Форма Павлеева — притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чья?»: чьи дети? — Павлеевы. То есть буквально «принадлежащие Павлее». Важно не путать с фамилией Павлова: там основа — мужское имя Павел, здесь — женское Павлея. Это принципиальное различие в словообразовании.

Географически фамилия Павлеева тяготеет к южнорусским и поволжским областям, где женские неканонические имена (Павла, Павлюха, Павлея) бытовали активнее, чем на севере. Встречается также в среде украинского и белорусского пограничья, где суффикс -еев мог закрепиться под влиянием местных говоров. Фамилия довольно редкая: в современных справочниках она не входит даже в первую тысячу по частотности.

С точки зрения социальной истории, Павлеевы — скорее всего, потомки крестьян или мещан. Дворянские роды с такой фамилией неизвестны, что подтверждает её «низовое» происхождение: в документах XVIII–XIX веков её фиксировали у однодворцев, государственных крестьян и посадских людей. Если искать однокоренные фамилии, то ближайшие — Павлов, Павлюков, Павлевский. Но именно Павлеева стоит особняком, сохранив память о женщине, чьё имя стало родовым.