Фамилия Волдеев — редкий случай, когда корень прозрачен на слух, но неочевиден по смыслу. Внешне она напоминает отчества от имён на -дей (вроде Володей → Володеев), но это ложный след. Основа здесь — «Волд-», которая восходит к древнерусскому или диалектному слову «волд» (или «волот»), означавшему великан, исполин, силач. В северных говорах и в древнерусском языке «волот» — это богатырь, гигант, иногда мифическое существо. Соответственно, Волдеев — «сын Волда» (Волота), то есть потомок человека, которого прозвали за рост или силу Волдом.

Суффикс «-еев» указывает на патронимическую модель: фамилия образована от личного имени или прозвища Волдей (Волдый). Форма Волдей — это притяжательное прилагательное от «Волд» (чей? — Волдей), как Добрыня → Добрынин, но с окончанием -ей, характерным для кратких прилагательных в древности. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Волде́ев.

В ономастике нет единого мнения о происхождении этого корня. Есть версия, что «Волд» — это вариант имени Влад (Владимир) в диалектном произношении, но она слабая: переход «лад» > «лод» нехарактерен для славянских языков. Правдоподобнее связь с балтскими языками: в литовском «valdyti» — владеть, править, и «valdovas» — властитель. Тогда Волдей могло быть прозвищем человека властного или состоятельного. Однако для русского быта типичнее прозвища по внешним признакам, так что версия с «великаном» остаётся основной.

Географически фамилия встречается в основном в центральных и северо-западных областях России, особенно в Тверской и Псковской губерниях — там, где слово «волот» сохранялось в говорах дольше всего. Встречаются варианты написания: Волдеев и Волде́в (с усечением), но второй крайне редок. Сословного барьера у фамилии не было: Волдеевыми могли быть и крестьяне, и мещане, и духовенство — прозвище не указывало на социальный статус, только на личную характеристику предка.