Фамилия Тарфеев — один из тех случаев, когда основа настолько редкая, что заставляет задуматься: не искажение ли это более известной фамилии? Первое, что приходит на ум — возможная связь с тюркским или кавказским именем Тарфей, но документальных подтверждений этому почти нет. Гораздо правдоподобнее версия, что перед нами вариант фамилии Торфеев или Торфяев, образованной от прозвища Торфей. В русских говорах «торфей» могли назвать человека, занятого добычей торфа, либо того, кто жил на торфяном болоте. Переход «о» в «а» под влиянием акающего произношения (как говорят в Москве и южных областях) — явление обычное: Торфеев произносили как Тарфеев, а потом и писать стали так же.

Суффикс -ев указывает на типичную русскую патронимическую модель: Тарфей → сын Тарфея → Тарфеевы. Если отбросить суффикс, остаётся основа Тарфей. Вряд ли это каноническое крестильное имя — в святцах такого нет. Скорее всего, перед нами либо прозвище, либо народная форма какого-то редкого имени, например, Тарасий (в просторечии Тарас, Тараска, а Тарфей могло возникнуть как искажение). В пользу прозвища говорит и то, что фамилия почти не встречается за пределами России, а её концентрация — в центральных регионах, где аканье исторически сильно.

В некоторых старых метрических книгах XIX века можно найти написание «Тарфеев» и «Торфеев» в одной и той же волости, что подтверждает гипотезу о фонетическом варьировании. Есть и более экзотическая, но маловероятная версия: от мордовского имени Тарфей, означающего «трудолюбивый», однако следов такой этимологии в ономастических словарях нет. Скорее всего, предки носителя фамилии были либо крестьянами, жившими на торфяниках, либо людьми, получившими прозвище по роду занятий — добытчиками торфа. Это делает Тарфеева фамилией с «профессиональным» дном, хоть и сильно изменённым произношением.