Фамилия Аннатдаев — один из тех редких случаев, когда исходное слово почти целиком перешло в фамилию, а суффикс лишь оформил её как принадлежность. Перед нами тюркское имя Аннатдай, к которому добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих). Иными словами, фамилия означает «сын Аннатдая» или «потомок Аннатдая».

Разбор самого имени Аннатдай даёт ключ к его возможным корням. Первая часть, «Аннат», скорее всего, восходит к арабскому имени Анвар («светлый, лучистый») или к имени Анатолий, адаптированному в тюркской среде. Вторая часть, «дай», в тюркских языках часто выступает как компонент имён со значением «дающий» или «дар» (ср. Бекдай, Клычдай). Таким образом, Аннатдай можно интерпретировать как «дар света» или «данный светом» — типичная для восточной ономастики метафорическая конструкция.

Географически фамилия почти наверняка указывает на регионы Средней Азии, в первую очередь на Туркменистан или Узбекистан. Формант «-дай» особенно характерен для туркменских имён, где он часто встречается в старых родоплеменных именованиях. Русский суффикс -ев появился в результате русификации фамилии при записи в документах Российской империи или в советское время — коренное население часто получало фамилии по отцу с добавлением русских окончаний.

В отличие от многих фамилий, где основа давно стёрлась, Аннатдаев сохраняет прозрачную внутреннюю форму. Это позволяет с высокой долей уверенности говорить, что предка носителя фамилии назвали именем, несущим пожелание светлого начала или божественного дара. Сословно фамилия не маркирована: она могла принадлежать как скотоводу или ремесленнику, так и представителю местной знати — в тюркской среде имена с компонентом «дай» не были привилегией какого-то одного слоя.

Из-за редкости фамилии в русскоязычном пространстве (она практически не встречается за пределами Средней Азии и диаспор) её носители, скорее всего, являются потомками выходцев из одного определённого рода или аула. В ономастических справочниках Аннатдаев не фигурирует, что делает её особенно интересной для семейного исследования: здесь нет типовых трактовок, а есть прямой путь к конкретному имени предка.