Фамилия Смолдырев образована от прозвища Смолдырь. Чаще всего его связывают с глаголом «смолить», который и сегодня употребляется в двух значениях: покрывать что-либо жидкой смолой и заниматься её выгонкой из древесины. В корабельном деле матросы смолили верёвки, чтобы уберечь их от порчи, а суда снаружи — для защиты от гниения. Людей, занятых смолением, обычно называли смолярами или смольщиками, а тех, кто добывал смолу, — смольниками. Прозвище Смолдырь, судя по всему, возникло по той же модели, что и Бондарь, Кобзарь, Бузырь, Косырь — то есть как именование человека по его ремеслу. Суффикс -ырь в таких словах придаёт прозвищу фамильярный, «простонародный» оттенок, усиливая связь с занятием.

Однако у этой фамилии есть и топонимическая версия. В Житомирской области Украины находится местечко Смолдырев, а в Киевской области — село Смолдыро. Не исключено, что основатель рода происходил из одного из этих селений, и прозвище Смолдырь закрепилось за ним как указание на место рождения. Такое объяснение не противоречит профессиональному, ведь оба корня могли существовать параллельно: в одном случае человека звали по делу, в другом — по месту, откуда он пришёл. Но версия с ремеслом выглядит правдоподобнее, поскольку прозвища, образованные от глаголов с суффиксом -ырь, в русских фамилиях встречаются чаще, чем фамилии от названий мелких сёл.

Сама фамилия Смолдырев построена по стандартной русской модели: к прозвищу Смолдырь добавили притяжательный суффикс -ев, который указывал на принадлежность. Первоначально форма Смолдырев означала «сын Смолдыря», и лишь позже закрепилась как наследственное родовое имя. По типу образования фамилия относится к древнему пласту русских прозвищных фамилий, которые фиксировались в документах с XV–XVI веков, хотя конкретных дат появления именно этой фамилии в открытых источниках нет.