Фамилия Астанаев происходит от личного имени Астанай. Чаще всего это одна из народных форм христианского имени Евстахий (в переводе с греческого — «крепкий, здоровый, уравновешенный»). В русских говорах имя Евстафий дало множество производных: в «окающих» регионах — Остафий, Остах, Останя, Останок, а в «акающих» — Астафий, Астах, Астаня, Астанай. Фамилия Астанаев, таким образом, буквально означает «потомок Астаная».

Существует и другая версия, связывающая фамилию с восточным именем Астанай. В этом случае корень «ас» с арабского переводится как «город, поселение», а имя Астанай толкуют как «из Аса», то есть «прибывший из города». Эта гипотеза менее распространена в ономастике, но её стоит учитывать, если семья имеет тюркские или арабо-мусульманские корни.

Обратите внимание на суффикс -ев. Он указывает на русскую модель образования фамилий от основ на мягкий согласный или на -й. В данном случае Астанай → Астанаев. Такая модель типична для центральной России и Поволжья. Если бы имя оканчивалось на твёрдый согласный, фамилия была бы Астанаев, а не Астанаев — но здесь как раз случай с йотированным окончанием.

География фамилии не широкая, но встречается она в разных регионах: от Поволжья до Казахстана, что как раз и объясняется двойственной природой имени-основы — и православной, и восточной.