Фамилия Барлаева — женская форма, мужская — Барлаев. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Барлай. Словообразовательная модель проста: суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?» — сын Барлая). Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ на -ай, -яй (сравните: Гуляй — Гуляев, Бодай — Бодаев, Вертай — Вертаев).

Корень «барл» в русских говорах многозначен. Самое очевидное — связь с «берлога»: в некоторых диалектах барлой называли яму, логово зверя, а барлаем — неуклюжего, косолапого человека, похожего на медведя. Однако есть и другая версия: в рязанских и тульских говорах «барлай» — это бродяга, шатун, человек без постоянного места жительства. В этом случае прозвище давали не за внешность, а за образ жизни.

Менее вероятна, но возможна связь с тюркскими корнями. В тюркских языках «бар» означает «есть, имеется», а «барла» — «проверять, оценивать». Но для русского бытования фамилии это скорее редкое совпадение: прозвище Барлай на русской почве естественнее вывести из местных говоров.

Фамилия не относится к числу распространённых. Встречается преимущественно в центральных и южных регионах России — там, где слово «барлай» было в ходу. В архивных документах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и однодворцев с таким прозвищем, но массового дворянского рода Барлаевых не зафиксировано. Это фамилия, которая скорее всего возникла в среде крестьян или посадских людей, где прозвища давали по характерной черте или поведению.