Фамилия Серозеева привлекает внимание необычным звучанием и редкой основой. В отличие от большинства русских фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров) или названий профессий (Кузнецов, Плотников), её корень — прилагательное «серый» в сочетании с существительным «зеев». Чтобы понять происхождение, нужно разобрать эту словесную пару.

Основа «Зеев» (или «Зея») — один из ключей к разгадке. В старых русских говорах, особенно в северных и сибирских, «зева» или «зея» означало «горло», «пасть», «зев». Прозвище «Зея» или «Зев» могли дать человеку с громким голосом, крикуну, или тому, кто широко открывал рот при разговоре. Прилагательное «серый» добавляет к этому прозвищу оттенок: «серый зев» — метафора, вероятно, указывающая на внешнюю невзрачность, неприметность в сочетании с неприятной манерой говорить или кричать. В крестьянской среде такие прозвища были точными и ёмкими, без намёка на красоту.

Словообразовательная модель проста: фамилия образована от прозвища «Серозей» (или «Серозея») с помощью типичного русского патронимического суффикса -ев. Суффикс указывает на принадлежность: «сын Серозея». Ударение, скорее всего, падает на второй или третий слог: Серозе́ева или Серозее́ва — в зависимости от местной традиции произношения. Форма на -ева (женский род) говорит о том, что фамилия фиксировалась в документах от имени жены или дочери, но первоначально принадлежала мужчине — Серозею.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где были распространены прозвища на -ей, -ея. Фамилий с корнем «зеев» в русском ономастиконе мало (например, Зеев, Зеевский), что делает Серозееву редкой и локальной. В дореволюционных переписях она могла встречаться среди крестьян или мещан — прозвища такого типа редко давали дворянам.

Версия о происхождении от тюркского или иного иноязычного корня маловероятна: основа «серо-» однозначно славянская, а «-зеев» хорошо вписывается в диалектную лексику русского Севера. Если искать параллели, то по смыслу фамилия близка к прозвищам вроде «Сероглазов» или «Белозёров», но с более конкретным, даже грубоватым оттенком. Носитель фамилии Серозеева может смотреть на неё как на редкое свидетельство точности народной речи, где внешность и характер схвачены в одном коротком слове.