Фамилия Ротанева — женская форма фамилии Ротанев, и её происхождение уходит корнями в прозвище или мирское имя. В основе лежит слово «ротань» или «ротан», которое в русских говорах имело несколько значений. Самое вероятное — «ротозей», «разиня», то есть человек невнимательный, задумчивый или медлительный. В некоторых диалектах «ротаном» называли ворчуна или брюзгу, а в других — болтуна. Таким образом, предок носителей фамилии мог получить прозвище по особенности характера или поведения.

Модель образования типична для восточнославянских фамилий: суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или на -й. «Ротань» даёт «Ротанев» — «чей?» — «сын или потомок Ротаня». Это патронимическая модель, самая распространённая на Руси. Фамилия не принадлежит к числу аристократических или искусственных (семинарских), а возникла в крестьянской или посадской среде, где прозвища были естественным способом идентификации.

Встречается преимущественно в центральных и северных регионах России, хотя точных данных о географической привязке немного. Сравните с однокоренными фамилиями: Ротанов (от той же основы, но с другим суффиксом), Ротозеев (от явного прозвища), Ротачов (от «ротач» — человек с большим ртом или увалень). Ротанева стоит несколько особняком из-за редкого суффикса -ев при основе на мягкий согласный, что указывает на локальный говор или конкретную семью, закрепившую написание.

Интересно, что в некоторых источниках «ротань» связывают с диалектным названием рыбы — ротана (головешки), но это менее правдоподобно: прозвище по рыбе чаще давали рыбакам, но тогда фамилия звучала бы как Ротанов или Ротанкин. Версия с характером — основная и наиболее логичная.