Фамилия Аксаев — типичный пример тюркской модели образования фамилий. Её основа — мусульманское мужское имя Аксай. В переводе с тюркского это имя означает «хромой». Так могли прозвать человека с характерной походкой или физическим недостатком, и это прозвище затем закрепилось за его потомками в качестве фамилии.

Суффикс -ев указывает на русскую патронимическую форму: Аксаев буквально значит «сын Аксая». Такой способ оформления фамилий был распространён в среде крещёных татар, башкир, а также среди народов Северного Кавказа, попавших в орбиту русского делопроизводства в XIX веке.

Существует и другая версия происхождения, но она менее правдоподобна. Согласно ей, фамилия образована от названия реки Аксай, протекающей на Северном Кавказе — в Чечне и Дагестане. В этом случае предок обладателя фамилии мог жить на берегу этой реки или в близлежащей местности, и его прозвали по месту жительства. Однако против этой гипотезы говорит то, что фамилии от топонимов в тюркской среде обычно оформляются иначе — через суффиксы -ский/-цкий (как, например, Аксайский). Форма Аксаев характерна именно для отчеств от личного имени, поэтому версия с именем-прозвищем выглядит убедительнее.

Фамилия Аксаев встречается преимущественно в регионах с тюркским и кавказским населением: в Татарстане, Башкортостане, Чечне, Дагестане, а также среди ногайцев.