Фамилия Трофеев — редкий случай, где основа почти наверняка не то, чем кажется. На слух она легко связывается с греческим «трофеем» (tropaion — памятник победы) или французским trophée, но в русских фамилиях напрямую такие заимствования не работали. Крестьянину или посадскому в XVII–XVIII веках просто неоткуда было взять прозвище «Трофей» — слово книжное, небытовое.

Реальная основа — каноническое имя Трофим (греч. Trophimos — «кормилец», «питомец»). В народном произношении оно давало множество производных: Троха, Трошка, Троня, Трофей. Последняя форма — усечённая, как Ефим — Фей, Игнат — Гнат. От имени Трофей и пошла фамилия Трофеев через стандартный патронимический суффикс -ев: «чей сын? — Трофеев».

Модель образования типична для южнорусских и украинских земель, где часто отсекали конец имени: Трофим → Трофей → Трофеев. В северных и центральных регионах чаще встречается полная форма — Трофимов. Поэтому Трофеевы исторически концентрируются в Курской, Воронежской, Харьковской губерниях и на Дону. В некоторых говорах фамилию могли записать через «а» — Трофаев, если имя Трофей произносили как Трофай.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» Трофеев отнесён к «фонетическим вариантам» от Трофим, без отдельного разбора — настолько очевидна связь. Других версий, кроме как от имени, у фамилии нет: ни ремесленного, ни топонимического корня. Это чистая патронимия, которую «испортило» народное произношение, превратившее Трофима в Трофея.