Фамилия Айтиева — женская форма от Айтиев, построенная по простой модели: к основе Айти- добавили суффикс -ев. Этот суффикс в русских фамилиях указывает на принадлежность («чей?» — сын Айтия). Выбор суффикса -ев, а не более привычного -ов, — верный признак того, что основа оканчивалась на мягкий согласный или на -й. В фамилии Айтиев звук [т'] перед -ев смягчён, что и дало написание через -ев.

Корень фамилии — личное имя Айти. Это имя тюркского происхождения, распространённое у татар, башкир, казахов, киргизов, ногайцев. В его основе лежит древнетюркское слово «ай» (луна) и, возможно, глагольный компонент со значением «говорить» или «называть». В зависимости от диалекта и контекста Айти переводят как «лунный», «светлый, как луна» или «скажи». В любом случае, имя несло положительный оттенок и давалось с пожеланием счастливой судьбы.

Модель образования фамилии — типичная для русской ономастики, но применительно к тюркскому имени. Это говорит о том, что предки носителей фамилии жили в зоне активного русско-тюркского контакта: в Поволжье, на Урале, в Сибири или в казахских степях, где русская администрация и церковь фиксировали имена по русским образцам. Фамилия Айтиева не дворянская и не крестьянская в привычном смысле — скорее, она относится к «народным» фамилиям, которые закрепились за простыми людьми (крестьянами, ремесленниками, служилыми татарами или казахами) в XVIII–XIX веках.

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области, а также среди казахов и киргизов. В русских переписях XIX века носителей могли записывать как «Айтиев» или «Айтиевы», без окончания -а, которое появляется только в женском роде. Встречаются и варианты написания — Айтиева, Айтиев, Айтиев, но все они восходят к одному имени.

Среди известных носителей фамилии можно назвать единичных деятелей культуры и науки в регионах, но широкой известности за пределами своей этнической группы фамилия не получила. За ней стоит история конкретного рода, уходящая корнями в тюркскую степь и русское приказное делопроизводство.