Фамилия Шапеев — редкий случай, когда прозвище могло быть дано за внешность, а не за профессию или отчество. В её основе лежит тюркское слово «шапа» или «шап», которое в разных диалектах означает «плоский, приплюснутый» или «широкий». Прозвище Шапей, скорее всего, давали человеку с широким лицом, курносым носом или приземистой фигурой — то есть по характерной «плоской» черте облика. Русский суффикс -ев указывает на принадлежность: «чей?» — Шапеев, то есть сын или потомок Шапея.

Версия о происхождении от головного убора (шапка) менее вероятна: слово «шапка» в русском языке имеет другое звучание, а в тюркских языках для обозначения шапки используются «калпак» или «бөрік». Зато в казахском и татарском языках есть слово «шапа» — широкая, просторная одежда, халат. Возможно, прозвище Шапей получил человек, носивший просторную одежду или торговавший ею. Но внешностная версия — самая прямая и распространённая для прозвищ с корнем «шап-».

Фамилия Шапеев — русская по форме, но с тюркской основой, что типично для южных и восточных регионов России. Она могла возникнуть в среде крещёных татар, башкир или казаков, контактировавших с тюркским населением. Встречается в Оренбургской, Челябинской областях и в Башкортостане. В отличие от массовых фамилий на -ов, Шапеев сохраняет редкую основу: в словарях Б. Унбегауна и В. Никонова она не упоминается, что говорит о её локальном бытовании.

Словообразовательная модель проста: тюркское прозвище Шапей + русский патронимический суффикс -ев. Ударение обычно падает на последний слог — Шапе́ев, хотя в разговорной речи встречается и Ша́пеев. Фамилия не перешла в разряд дворянских или купеческих — это крестьянская или казачья фамилия, не попавшая в родословные книги, но живущая в народной среде.