Фамилия Зотолев — редкий случай, когда морфология подсказывает больше, чем корень. На слух она кажется производной от имени или прозвища Зотол, но это не так: перед нами усечённая форма отчества Зотолев, где основа — Зотол, сокращение от Зотолей, а тот, в свою очередь, от Зотолейко — уменьшительного от имени Зот.

Крестильное имя Зот — народная форма канонического Зотик (греч. Zotikos, «животворящий»). В русских говорах оно дало множество уменьшительных: Зотка, Зотко, Зотин, Зотолей. Суффикс -олей (как в «соколей» от «сокол») в имённых прозвищах встречается нечасто, и именно он делает фамилию Зотолев непохожей на соседние Зотов, Зоткин или Зотиков.

Судя по модели, фамилия закрепилась в северных и центральных областях России, где была сильна традиция усекать полные отчества: Зотолев значит «сын Зотола» (то есть Зотолея). В переписных книгах XVII века такое прозвище могли дать человеку, чей отец или дед носил имя Зотолей, но в быту сокращалось до Зотол.

Вторая версия — от прозвища Зотол, связанного с диалектным словом «зотол» (затон, глухое место на реке). Но она слабее: фамилии от названий речных объектов обычно оканчиваются на -ский (Затонский), а -ев указывает на отчество, а не на топоним.

Таким образом, Зотолев — это отчество в третьем поколении, образованное от редкой уменьшительной формы крестильного имени. Носителей фамилии немного, и встречается она в основном в Вологодской и Костромской областях, что подтверждает северное происхождение модели с суффиксом -олей.