Фамилия Аннаев — яркий пример восточной модели образования фамилий, где основой служит личное имя, а суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?» — Аннаев, то есть сын Анная). Разберём эту основу. Имя Аннай — тюркское по происхождению, сложенное из корня «анна» (праздник, торжество) и уменьшительно-ласкательного суффикса -ай. Такой суффикс характерен для многих тюркских имён (например, Кунай, Алтай) и придаёт основе оттенок близости, нежности. Получается, что Аннай — это «праздничек», «маленький праздник». Имя могли дать ребёнку, родившемуся в большой праздник, или долгожданному, позднему малышу, чьё появление на свет само стало праздником для семьи. В этом смысле фамилия Аннаев несёт пожелание радости, света и удачи.

Словообразовательная модель проста и типична для многих народов Поволжья, Средней Азии и Кавказа: тюркское имя + русский патронимический суффикс -ев (или -ов, -ин). Такие фамилии массово фиксировались у татар, башкир, казахов, туркмен и других народов, входивших в состав Российской империи. Встречается Аннаев и у народов Дагестана — там имя Аннай могло быть вариантом арабского Анна (милость, благодать) с тем же ласкательным суффиксом. Споров о происхождении почти нет: версия с «праздником» — основная и подтверждается тюркской лексикой. Альтернативное объяснение (от арабского имени Анвар — «лучезарный» с искажением) менее вероятно, так как не объясняет суффикс -ай.

Географически фамилия Аннаев распространена в Туркменистане, Казахстане, Узбекистане, а также среди татар и башкир в России. Встречается и в Азербайджане. Сословно носители фамилии могли быть кем угодно: от крестьян и ремесленников до духовных лиц (мулл, ахунов), так как имя Аннай не было строго аристократическим или простонародным — оно было бытовым, тёплым. В русских документах фамилия фиксируется с XIX века, когда у тюркских народов начали массово записывать фамилии по отцу.