Две версии образования фамилии:

1.     Фамилия образована от мужского имени Натолей, которое является производной формой имени Наталей: превращение безударного а в о – один из способов формирования нового имени. Имя Натолей – результат многократной поэтапной модификации церковнославянского имени Наталий (см. НАТАЛЕЕВ), что наглядно просматривается на этимологической цепочке образования нового имени от прежнего, а от последнего – фамилии: НАТОЛЕЕВ < Натолей < Наталей < Натал < Наталий. 

Фамилия по происхождению является притяжательным прилагательным. Русский фамильный суффикс -ев, означающий отчество либо принадлежность, добавляется к мужским именам или прозвищам с конечным элементом -ей. Фамилии в этом случае оканчиваются на -еев, при этом конечный -й имени не исчезает в фамилии, он сливается в одно с -е- патронимического суффикса. При произношении таких фамилий -й- чётко произносится, но на письме отсутствует.

2.     Фамилия образована от имени Натолея, которое является производной формой имени Наталия: превращение безударного а в о – один из способов формирования нового имени. Имя Наталея – результат многократной поэтапной модификации церковнославянского имени Наталия, что наглядно просматривается на этимологической цепочке образования нового имени от прежнего, а от последнего – фамилии: НАТОЛЕЕВ < Натолея < Наталея < Наталия. Каноническое имя Наталия является женской формой мужского имени Наталий (см. выше). РПЦ определяет первоисточник образования имени со значением «природная» латинского происхождения.  

Зачастую мужские и женские имена и прозвища с окончанием -я, которому предшествует гласная или буква -ь-, выдают фамилии на -ев, вместо ожидаемого -ин. При этом суффикс -ев присоединяется к имени, заменяя окончание. Явление замены ожидаемого суффикса -ин на -ев происходит благодаря большей популярности фамильного суффикса -е. 

Ударение в фамилии не регламентируется правилами русского языка, поэтому точно его определить затруднительно. Ударение в фамилии лучше уточнить у её носителя.

Женская форма фамилии – НАТОЛЕЕВА.

НАТОЛЕЕВ Иван Павлович.

Участник Великой Отечественной войны.

Читать по теме: 

- См. Библиография. 1.  

- См. Библиография. 2. Стр. 163.  

- См. Библиография. 4. Стр. 181, 343.

- См. Происхождение фамилий. 2., 2.1., 2.1.2., 2.1.2.3., 2.1.4., 4., 4.2., 4.2.1.