Фамилия Замараевы — из тех, что образованы напрямую от прозвища. Основой стало слово «замарай», которое в старых русских говорах означало человека неопрятного, неряшливого, того, кто постоянно пачкается. Глагол «замарать» имел не только прямой смысл («грязнить, пачкать»), но и переносный — «ославлять, порочить кого-то». Однако не стоит думать, что предок Замараевых обязательно ходил чумазым. В народной традиции такие «отрицательные» имена часто давали как оберег: считалось, что если назвать ребёнка Замараем, злые духи не позарятся на него, и он вырастет чистым и здоровым. Это же объяснение работает для фамилий Грязнов, Поганин и им подобных.

Фамилия старая: в документах 1568 года по Ярославлю упоминается Замараев Андрей Степанович. Это XVI век — время, когда русские фамилии только начинали закрепляться, и такое раннее упоминание говорит о том, что прозвище было распространённым и дало устойчивое родовое имя. Форма Замараевы — это множественное число, обозначающее род в целом («семья Замараевых»), а в единственном числе фамилия пишется Замараев.

Суффикс -ев указывает на стандартную патронимическую модель: сначала сына звали «Замараев сын», то есть сын Замарая, а потом это закрепилось за всем родом. Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России: Ярославль, Вологодчина, Поволжье — там она встречается чаще всего. Однокоренные фамилии — Замарин, Замарай (очень редкая, сохранившая прозвищную форму без суффикса), а также Замарацкий, где польский или украинский суффикс -цкий указывает на иной путь образования.

Версия, что фамилия могла произойти от географического названия (например, деревни Замараево), менее вероятна: такие топонимы вторичны и сами образованы от той же фамилии или прозвища. Так что в основе однозначно лежит прозвище Замарай — живое, бытовое, с понятной для любого русского человека семантикой.