Фамилия Улендеев — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Самый вероятный путь — от тюркского или монгольского имени-прозвища Улендей. В основе может лежать слово «улен» — так в некоторых тюркских языках называют траву, бурьян или, в переносном смысле, нечто дикое, неокультуренное. Реже «улен» связывают с понятием «труп» (от тюрк. «ölü» — мёртвый), но это значение почти наверняка не использовалось в личных именах — скорее, это народная этимология. Поэтому версия с травой или степью выглядит убедительнее.

По модели образования фамилия — типично русская: к основе Улендей добавили суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного), что означает «сын Улендея» или «принадлежащий Улендею». Суффикс указывает на формирование фамилии в среде русского служилого или крестьянского сословия, но не раньше XVI–XVII веков.

Географически фамилия Улендеев встречается в основном в Поволжье и Приуралье — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области. Это та зона, где веками жили бок о бок русские, татары, башкиры и казахи, и тюркские имена легко переходили в русские фамилии через крещение или соседские прозвища. Предок Улендеев, скорее всего, был либо крещёным татарином, либо русским, получившим прозвище от соседей-тюрков.

Интересно, что фамилия не имеет распространённого варианта Улендеевский или Улендин — это указывает на её «низовое», недворянское происхождение. Дворянские фамилии в России часто оформлялись через -ский, а простые — через -ов/-ев. Так что Улендеевы — это потомки крестьян, казаков или мещан, а не аристократии.

Встречается также написание Улендиев — с «и» вместо «е» в суффиксе. Это не ошибка, а диалектная или канцелярская вариация: в некоторых говорах безударный «е» произносили как «и», и это закреплялось в документах. Но основная форма — Улендеев.