Фамилия Зубреев образована не от слова «зубр» в значении «крупное парнокопытное», а от древнерусского нецерковного имени Зубр. Такие имена, данные человеку по сходству с животным, были обычны в дохристианской и раннехристианской Руси: Зубр, Волк, Медведь, Сокол. Имя Зубр могло подчёркивать силу, крепость, упрямство носителя — качества, которые ценились в крестьянской и дружинной среде.

Модель фамилии — патронимическая, с суффиксом -ев. Она означает «сын Зубря» (то есть Зубра). Если бы в основе лежало название животного в современном значении, фамилия с тем же суффиксом выглядела бы как Зубров. Форма Зубреев — более архаичная, она сохраняет следы мягкого склонения: в древнерусском имя Зубр могло иметь вариант Зубрь, от которого и пошло притяжательное прилагательное Зубрев (чей? — Зубрев), а затем — фамилия Зубреев с «двойным» суффиксом, характерным для ряда русских фамилий (сравните: Синьков — Синькеев, Кузьмин — Кузьминов).

Встречается фамилия в основном в центральных и южнорусских областях, а также на Украине, что подтверждает её древнюю восточнославянскую природу. В документах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и однодворцев с такой фамилией, но она никогда не была широко распространённой. Предки Зубреевых — скорее всего, не знатные люди, а свободные земледельцы или служилые люди «по прибору» (стрельцы, казаки, пушкари), носившие прозвище Зубр.

С точки зрения ономастики, фамилия Зубреев — пример того, как прозвище, утратив свою прямую связь с животным, закрепилось в виде фамилии с нестандартным суффиксальным оформлением, что делает её редкой и интересной для этимологического разбора.