Фамилия Батяева образована от мужского имени Батяй. В основе этого имени лежит либо тюркский, либо финно-угорский корень, и обе версии имеют право на существование.

Согласно первой и наиболее распространённой гипотезе, имя Батяй восходит к монгольскому слову «бата» — «крепкий, здоровый; надёжный, постоянный». В тюркских языках, испытавших влияние монгольского, это слово прижилось как личное имя. Ребёнок, получивший такое имя, мог расти в семье, где его особенно ценили: родители вкладывали в имя пожелание физической силы, выносливости и твёрдого характера. Суффикс -й в тюркских именах часто придаёт ласкательный или уменьшительный оттенок, так что Батяй — это скорее «крепкий наш», «здоровяк», чем просто «крепкий».

Вторая версия отсылает к финно-угорским языкам, в частности к марийскому или мордовскому. В них слово «бать» означает «отец, папа». Имя Батяй в этом случае могло быть прозвищем, данным ребёнку, который был похож на отца, либо же ласковым обращением к старшему в роду. Финно-угорский след в фамилии Батяева стоит учитывать, особенно если семейные предания или география предков указывают на Поволжье — традиционный ареал расселения марийцев и мордвы.

Сама фамилия построена по стандартной русской модели: к основе Батяй прибавился патронимический суффикс -ев (вариант суффикса -ов после мягкого согласного). Фамилия Батяев, а от неё женская форма Батяева, означает «сын (или потомок) Батяя». Это типичная «отчество в наследство», которая закрепилась за родом к XVII–XVIII векам, когда крестьянские и посадские семьи массово обзаводились постоянными фамилиями.

Однозначно определить, какая из версий верна для конкретной семьи, можно только через генеалогическое исследование: запись метрик, ревизских сказок или переписей. Точное место и время возникновения рода Батяевых остаётся за рамками ономастики и требует работы с архивами.