Фамилия Зотьева образована от имени Зотий — одной из народных форм канонического имени Зотик. В святцах имя Зотик встречается нечасто, но оно имеет древнегреческие корни и означает «животворный», «дающий жизнь». На Руси полное церковное имя Зотик в быту часто сокращалось до Зотий или Зот, и именно от этого сокращенного варианта пошла фамилия.

Модель образования проста и типична для русских фамилий: к основе Зоть- (от Зотий) добавили патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность: «чей?» — Зотьев, то есть сын или потомок Зотия. Фамилия Зотьева — женская форма, принадлежащая дочери или жене носителя мужской фамилии Зотьев.

В ономастике существует и другая версия: основа могла быть связана с именем Зот, которое иногда считают самостоятельным, а не просто сокращением от Зотик. Однако в народной традиции граница между Зотием, Зотом и Зотиком была размыта, и все три имени могли давать начало одной и той же фамильной ветви. Более правдоподобно, что в основе лежит именно Зотий, так как суффикс -ев закономерно присоединяется к основам на мягкий согласный (Зоть-), тогда как от Зот по правилам пошла бы фамилия Зотов.

Географически фамилия Зотьева встречается редко, что неудивительно при невысокой частотности исходного имени. В дореволюционных переписях Зотьевы фиксировались преимущественно в центральных и северных губерниях России — там, где имя Зотик почиталось благодаря святому Зотику Сиропитателю, покровителю сирот и больных. В XIX веке носители фамилии чаще всего принадлежали к крестьянскому или мещанскому сословию, и фамилия закреплялась за целыми семьями, жившими в одном селе или деревне.