Фамилия Ротеев — редкий случай, когда основа слова не поддаётся однозначному толкованию с первого взгляда. Вероятнее всего, она образована от прозвища или имени Ротей, которое, в свою очередь, восходит к просторечной форме крестильного имени. В основе может лежать каноническое имя Родион (в народном произношении — Родивон, Родей) или Иродион. Усечение и перестановка звуков (Родей → Ротей) — обычное дело для русской диалектной речи, особенно в северных и сибирских говорах, где «д» перед гласным могло озвончаться или заменяться на «т» под влиянием соседних звуков.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Ротеев буквально значит «сын Ротея». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ на мягкий согласный. Если бы основа оканчивалась на твёрдый согласный, мы бы видели суффикс -ов (Ротеев, а не Ротеов — это грамматически невозможно, но показатель направления).

Менее вероятная, но допустимая версия связывает Ротеева с географическим названием. В русской топонимике встречаются названия вроде Ротеево (например, в Костромской области), но это скорее вторичные образования от фамилии, а не наоборот. Вряд ли предок получил прозвище просто по месту жительства, если только он не был выходцем из конкретной деревни, и это закрепилось как прозвище.

Есть и третий, самый спорный вариант: от слова «рот» — через прозвище Рот или Ротей (тот, у кого большой рот, говорун). Но тогда ожидалась бы форма Ротов или Ротцев. Сочетание «-еев» при таком корне нетипично, поэтому эта гипотеза слабее других.

Сословная принадлежность Ротеевых не фиксируется в старых родословных книгах — фамилия не встречается среди столбового дворянства. Скорее всего, род происходит из крестьян или мещан центральной России или Поволжья. Встречаемость фамилии сегодня невысока, что подтверждает её локальное происхождение: носители живут в основном в Нижегородской, Кировской областях и в Удмуртии.