Фамилия Аяуов — редкий пример, где корень не славянский, а тюркский или казахский, а суффикс — типично русский, присоединённый при адаптации фамилии в документах Российской империи. Основа «аяу» в тюркских языках (особенно в казахском) имеет несколько значений: «жалость», «милость», «пощада», а также «бережное отношение» или «забота». Отсюда же образовано имя Аяу — как личное, так и прозвище, которое могли дать человеку мягкому, жалостливому или, наоборот, тому, кто сам нуждался в защите.

Суффикс -ов указывает на то, что фамилия прошла через русскую канцелярию: в ходе переписи или призыва на военную службу тюркские имена и прозвища «обрусевали», добавляя стандартное окончание. Таким образом, Аяуов — «сын Аяу» или «потомок того, кого звали Аяу». Вероятная среда бытования — казахские степи, территории современного Казахстана, а также Оренбургская, Астраханская области, где издавна живут казахи и другие тюркские народы.

Если отталкиваться от прозвища, то предок мог быть человеком, проявившим милосердие в бою или в быту, либо, напротив, получившим имя-оберег от злых сил (как часто делали, называя ребёнка «жалким» или «нуждающимся в пощаде»). Второй вариант — от названия родового подразделения или местности, но это менее вероятно: «аяу» как топоним встречается редко.

Среди известных носителей фамилии нет громких исторических фигур, зафиксированных в энциклопедиях. Это говорит о том, что род оставался в основном в крестьянской или кочевой среде, не попав в дворянские списки. В современном Казахстане фамилия встречается, но не входит в число распространённых.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Аяпов, Аянов — показывает, что все они образованы от одного корня, но с разными суффиксами. Аяуов — самая «русифицированная» форма, характерная для периода массовой паспортизации в XIX–XX веках.