Фамилия Желтодед — один из тех редких случаев, когда прозвище буквально разобрано на составные части и почти не требует расшифровки. Первая часть, «жёлтый», в прозвищах обычно указывала на цвет волос, кожи или одежды. Вторая — «дед» — могла означать либо пожилого человека, либо человека, который вёл себя по-стариковски, либо просто того, кого в деревне уважительно называли Дедом. Соединившись, эти слова дали прозвище «Жёлтый Дед» — то есть седой или светловолосый старик, либо человек, выделявшийся жёлтой (возможно, выцветшей или домотканой) одеждой.

Словообразовательная модель фамилии нетипична для русского ономастикона. Большинство русских фамилий образуется суффиксами -ов/-ев, -ин, -ский. Желтодед же — это чистая основа без суффикса, так называемая «прозвищная» фамилия. Такие фамилии (сравните: Гриб, Шуба, Кочубей) чаще встречались на Украине и в южных русских землях, где под влиянием украинского языка фамилии нередко застывали в форме именительного падежа. Поэтому географически фамилия Желтодед с большой вероятностью имеет украинские или южнорусские корни.

В документах фамилия нечастотна. Если искать аналоги, можно вспомнить фамилию Желтов (от «жёлтый» с суффиксом -ов) или Дедов (от «дед» с суффиксом -ов). Желтодед стоит особняком: она не даёт ответа на вопрос «чей?» (как большинство русских фамилий), а напрямую называет человека по его внешнему или возрастному признаку. Это говорит о том, что прозвище закрепилось за родоначальником в среде, где фамилии ещё не стали обязательными, — скорее всего, в XVII–XVIII веках среди крестьян или казаков.

Споров вокруг этимологии почти нет. Прозрачность состава оставляет мало места для альтернативных версий. Единственное, что можно обсуждать: не было ли у слова «жёлтый» в диалекте дополнительного смысла. В некоторых говорах «жёлтым» называли больного желтухой или бледного человека, но эта версия слабее — прозвища по болезни давали реже, чем по цвету волос или одежды.

Фамилия не получила широкого распространения и не обросла громкими историческими фигурами. Её носители, вероятно, были крестьянами или казаками из чернозёмных и южных губерний. Сейчас она встречается точечно, в основном на Украине и в прилегающих областях России. Для потомка Желтодедов это редкий случай, когда фамилия — почти готовая картинка: светловолосый старик, которого за глаза называли Жёлтым Дедом.