Фамилия Запатраева — женская форма мужской фамилии Запатраев. Её основа — прозвище Запатрай, и, скорее всего, оно указывало на человека с необычной или неуклюжей походкой. В русских говорах слово «запатрать» означало «запачкать», «загрязнить», но в данном случае работает другая, более редкая нить значения. В диалектах, особенно северных и сибирских, «патрать» — это шлёпать по грязи, месить ногами, ходить тяжело и неаккуратно. Приставка «за-» усиливает действие: «запатрать» — зашлёпать, завозить ногами, испачкаться во время ходьбы. Отсюда и прозвище Запатрай — человек, который ходит, шлёпая, или тот, кто постоянно пачкается, идя по дороге.

Модель образования проста: прозвище на -ай (Запатрай) плюс типичный русский суффикс принадлежности -ев. В документах XVII–XVIII веков такие прозвища часто закреплялись за крестьянами и посадскими людьми, поскольку они были живыми, бытовыми и не требовали книжного осмысления. Фамилия Запатраев могла возникнуть в среде, где люди много ходили пешком по бездорожью — в северных или центральных губерниях России.

Стоит заметить, что фамилия Запатраева — редкая. Её нет в массовых списках дворянских родов, и она не встречается в крупных исторических справочниках вроде «Ономастикона» Веселовского. Это указывает на её позднее закрепление, скорее всего, в XIX веке, когда фамилии стали обязательными для всех сословий. В современных базах данных носители Запатраевых встречаются в основном в Пермском крае и Кировской области — регионах, где сохранились архаичные говоры и где слово «патрать» могло иметь хождение.

Корень «патр-» роднит фамилию с однокоренными, но более известными: Патраков, Патраев, Патракеев. Однако Запатраев выделяется приставкой, которая меняет смысл с «просто идущего» на «идущего небрежно, шлёпающего». Это даёт повод предположить, что предок носителя фамилии получил прозвище за конкретную манеру ходьбы или за неопрятность в дороге — черту, заметную в быту.