Фамилия Балалаев — один из тех случаев, когда прозвище предка напрямую связано с музыкальным инструментом. В основе лежит слово «балалай», то же, что и «балалайка». Изначально так могли прозвать человека, который играл на этом народном трёхструнном инструменте с треугольным корпусом — возможно, бродячего музыканта или просто завзятого деревенского балагура с балалайкой в руках.

Но есть и вторая, не менее важная версия. В русских говорах слово «балалай» (или «балалайка») издавна имело переносное значение — болтун, пустомеля, человек, который любит поболтать попусту. В этом смысле прозвище давали не за игру на инструменте, а за характер: весёлого, словоохотливого, возможно, несколько бестолкового говорливого человека. Глагол «балалаить» значит «болтать, калякать», а «балалай» — это ещё и «шутник, забавник».

Модель образования фамилии проста и типична для русского севера и центра: основа «Балалай» плюс патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Балалая). Суффикс -ев, а не -ов, появился из-за мягкого конечного согласного основы.

Интересно, что фамилия Балалаев встречается в основном в Поволжье и на Урале — например, в документах XVII–XVIII веков записаны крестьяне и посадские люди с этой фамилией в Вятке и Пермской губернии. Это согласуется с тем, что прозвища от «балалай» были особенно распространены именно в северных и восточных русских землях.

Версия, что фамилия могла произойти от тюркского корня (от «бала» — дитя), маловероятна: для этого не хватает убедительных фонетических и исторических параллелей. Основное значение остаётся чисто русским, народно-бытовым.