Фамилия Трептау — редкий случай в русском ономастиконе. Уже по звучанию видно, что она не славянского, а немецкого происхождения. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий на -ов, -ин или -ский, Трептау — это чистая географическая привязка, так называемая топонимическая фамилия, которую в России носили потомки выходцев из немецких земель.

Основа фамилии — немецкое название Treptow. В Германии и Польше так назывались и называются несколько населённых пунктов. Самые известные: район Берлина Трептов (Treptow) и город Тшебятув (Trzebiatów) в Польше, который до 1945 года тоже носил название Treptow an der Rega. Корень слова, скорее всего, восходит к полабскому или древнепольскому *trep-, что означало «тростник, камыш» или «топкое, заросшее место». Таким образом, Трептау — это буквально «тот, кто из Трептова», то есть переселенец, который указал в документах свою прежнюю родину.

В Российской империи фамилия могла появиться двумя путями. Первый — через немецких колонистов, которых Екатерина II приглашала осваивать Поволжье и Новороссию. Второй — через остзейских немцев (из Прибалтики), где немецкие топонимические фамилии были обычны среди дворян и бюргеров. В любом случае, носитель фамилии Трептау в XIX — начале XX века почти наверняка был лютеранином, говорил по-немецки и принадлежал к городскому сословию (ремесленники, торговцы, аптекари) или к дворянству.

С точки зрения словообразования, фамилия не получила русского суффикса (не стала Трептовым или Трептауским), а сохранила исходное немецкое окончание -ау. Такое часто встречается у фамилий немецких колонистов, которые жили обособленно и долго сохраняли язык (сравните: Шварцау, Эйхау). В советское время многие носители немецких фамилий русифицировали их, но Трептау устояла — возможно, из-за своей редкости или потому, что её носители рано обрусели.

Сегодня фамилия Трептау встречается в России крайне редко, в основном в городах, куда в XX веке переселялись немцы из Поволжья и с Урала. Это фамилия-маяк: она сразу указывает на немецкие корни предков и на конкретную точку на карте Центральной Европы, откуда они когда-то ушли.