Фамилия Железнев — типичный пример «профессионального» прозвища, застывшего в форме притяжательного прилагательного. Её основа — слово «железняк» или «железный». В старину «железняком» называли не только руду, но и человека, работавшего с железом: кузнеца, молотобойца, торговца скобяным товаром. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Железнев буквально означал «сын Железняка» или «человек из семьи Железневых». Модель образования проста и широко распространена: от прозвища на -як через притяжательное прилагательное.

Интересно, что фамилия могла возникнуть и от мирского имени Железняк. В дохристианской Руси такие имена-обереги давали детям, чтобы они росли крепкими, твёрдыми, как металл. В этом случае Железнев — потомок человека по прозвищу Железняк, которое никак не было связано с его профессией, а служило пожеланием здоровья и стойкости. Обе версии правдоподобны, и разделить их сегодня почти невозможно.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным областям России, особенно к регионам, где исторически была развита металлообработка: Тульская, Калужская, Рязанская губернии. Встречается и на Урале, но реже. В отличие от фамилий на -ин (Железнин), форма на -ев считается более поздней и чаще встречается в среде бывших государственных крестьян, а не помещичьих.

Стоит обратить внимание на редкое чередование в основе: полная форма «железо» дала бы фамилию Железов или Железнов. Форма Железнев — от более разговорного «железн-» (ср. «железный», «железняк»). Это делает фамилию не просто профессиональным прозвищем, а свидетельством живой народной речи, где суффикс -як был активной словообразовательной моделью.