Фамилия Уденеева — женская форма фамилии Уденеев, а та, в свою очередь, образовалась от прозвища или мирского имени Удень. Основа здесь неочевидна на первый взгляд, и это как раз тот случай, когда стоит заглянуть в диалектную лексику.

Слово «удень» в русских говорах имело два основных значения. Первое и самое вероятное — «удень» как форма слова «уд» (от «удо» — рыболовная снасть, удилище). В этом случае прозвище Удень мог получить рыбак, мастер по изготовлению удочек или просто человек с длинной, тонкой фигурой, которую сравнивали с удилищем. Вторая версия отсылает к древнему значению корня «уд» — «часть тела, член». В старину прозвище Удень могло указывать на какую-то телесную особенность (например, человека с необычно длинными руками или ногами), хотя такая трактовка встречается реже и обычно в контексте старых нецерковных имён.

Фамилия образована по стандартной для русских фамилий модели: к основе Удень добавился патронимический суффикс -ев (притяжательный, указывающий на принадлежность: «чей?» — Уденев, то есть сын Уденя). Форма Уденеева — соответственно, «жена или дочь Уденеева». Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Уде́неева, хотя в некоторых говорах могло смещаться на первый.

Географически фамилия редкая. Её следы, по данным открытых источников, прослеживаются в Поволжье, особенно в Ульяновской области и соседних регионах. Это наводит на мысль, что прозвище Удень могло бытовать именно в среде волжских рыбаков или крестьян, живших у крупных рек. Встречаются и единичные случаи в Сибири, что объясняется переселенческими потоками XIX — начала XX века.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Удов, Удин, Уденков — показывает, что Уденеев стоит особняком. Суффикс -еев здесь указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный (Удень), в то время как Удов образован от твёрдой основы «Уд». Это лишний раз подтверждает, что прозвище звучало именно как «Удень», а не «Уд» или «Уда».