Фамилия Сочеева — женская форма, а мужская — Сочеев. Она образована по стандартной русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или шипящий. В данном случае основа — Сочей (от прозвища Сочей), а фамилия отвечает на вопрос «чей?»: сын или потомок Сочея.

Корень фамилии — «сок». В древнерусском языке слово «сок» имело не только привычное нам значение жидкости из плодов, но и более широкий смысл: питательная влага, жизненная сила, а также древесный сок, смола. Прозвище Сочей могли дать человеку по нескольким причинам. Первая — профессиональная: так могли называть того, кто добывал берёзовый или кленовый сок, либо занимался варкой смолы или дёгтя. Вторая — бытовая: прозвище могло закрепиться за любителем соков, кваса или других напитков. Третья, менее вероятная, — образная: «сочным» в переносном смысле называли здорового, полного сил или яркого человека.

Географически фамилия Сочеев (и Сочеева) встречается нечасто, но имеет устойчивые очаги в центральных и северных регионах России, особенно в Костромской, Вологодской и Кировской областях. Это указывает на то, что фамилия сформировалась в среде крестьянского населения, где прозвища, связанные с промыслами, были особенно распространены.

Словообразовательно фамилия интересна тем, что она сохранила древнюю форму прозвища с суффиксом -ей, который в русской антропонимии встречается реже, чем уменьшительные -ка, -ша или -уня. Этот суффикс характерен для северных и северо-западных говоров, где он мог придавать прозвищу оттенок ласкательности или, наоборот, ироничности. Таким образом, Сочей — это не просто «сок», а нечто вроде «сочный человек» или «соковитый парень».

Споров о происхождении фамилии почти нет: версия от прозвища, связанного с соком, является основной и единственной правдоподобной. Связь с названием растения «сочевичник» (вид клевера) или с рекой Сочью (гипотетической) не подтверждается ни топонимическими, ни диалектными данными. Фамилия Сочеева — редкий пример того, как простое бытовое слово закрепилось в родовом имени, почти не изменившись за несколько столетий.