Фамилия Арслантаева — редкий случай, когда в основе лежит не просто тюркское имя, а целое составное прозвище-титул. Её ядро — «Арслантаево», где первая часть «Арслан» (тюрк. «лев») широко известна по фамилиям Арсланов, Арсеньев. Вторая часть — «тай» или «тае» — восходит к монгольскому или тюркскому слову «тай» (жеребёнок, молодой конь) либо к титулу «тайши» (князь, предводитель). Соединение даёт образ «льва-жеребёнка» или «князя-льва» — явно не бытовое прозвище, а именование, данное с пожеланием силы и знатности.

Суффикс «-ева» указывает на принадлежность: Арслантаева — это «жена или дочь Арслантая». В русской традиции фамилии на «-ев» образовывались от имён и прозвищ на мягкий согласный или «-й». Поскольку исходная форма Арслантай (а не Арслантаев) заканчивается на «-ай», фамилия закономерно получила суффикс «-ев», а не «-ов». Такая модель типична для тюркских основ, адаптированных русским языком: ср. Кудайбердеев, Темирбаев.

География фамилии привязана к регионам, где смешивались тюркские и монгольские языки: Башкортостан, Татарстан, Оренбуржье, отчасти Казахстан. В башкирском языке «Арслантай» могло быть личным именем, а в казахском — составным прозвищем, обозначавшим удачливого воина или вождя. Встречаемость фамилии низкая, что говорит о её происхождении от конкретного родоначальника, а не от массового прозвища целого села.

Спорный момент — могла ли фамилия образоваться от топонима Арслантаево (гипотетическое селение). Но документально подтверждённых населённых пунктов с таким названием нет, а вот антропонимическая модель (имя + патронимический суффикс) встречается повсеместно. Поэтому версия с личным именем Арслантай — основная и наиболее правдоподобная.

Сравнение с однокоренными фамилиями Арсланов, Арсланбеков показывает разницу в социальном оттенке: «Арслан» — просто «лев», «Арсланбек» — «лев-господин», а «Арслантай» — «лев-князь» или «лев-жеребёнок», что звучит архаичнее и реже. Носитель фамилии, скорее всего, потомок человека, которого в XVI–XVIII веках прозвали за силу или знатное происхождение, но при переписи фамилию закрепили уже в русской форме с суффиксом «-ева».