Фамилия Водолеев образована от прозвища Водолей. Оно ведет свое начало от аналогичного нарицательного со значением «древний сосуд для умывания в форме зверя, птицы, всадника, из глины или металла». Водолей был распространен в средние века во многих странах, в том числе и на Руси. Возможно, что прозвище Водолей относится к числу «профессиональных» именований, содержащих указание на род деятельности основателя фамилии: он мог заниматься изготовлением или продажей сосудов для воды. Кроме того, водолеем также называли многословного, разговорчивого человека. В таком случае прозвище Водолей отражало особенности характера и поведения основателя фамилии. Так и прозвище Водолей закрепилось за человеком в качестве наиболее употребительного именования, а со временем легло в основу фамилии Водолеев. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Водолей, со временем получил фамилию Водолеев.