Фамилия Баягантаев — редкий пример того, как географическое имя превратилось в родовое прозвище, а затем закрепилось в форме с тюркским суффиксом. Её основа — топоним Баяганта, название реки или урочища в Якутии. Встречается вариант Баягантай — так называется река, правый приток Алдана, и посёлок в Таттинском улусе. Скорее всего, предок носителя фамилии был выходцем с этих мест, и односельчане прозвали его «баягантаец» — человек с Баяганты.

Модель образования фамилии нетипична для русской ономастики: к основе на -а присоединён суффикс -ев. В русских фамилиях суффикс -ев обычно крепится к основам на мягкий согласный или -й (Медведев, Андреев), а здесь он добавлен к конечному твёрдому -т. Это говорит о том, что фамилия складывалась не в центральной России, а в зоне активного контакта русского и тюрко-монгольских языков — в Сибири или Якутии. Возможно, первоначальная форма звучала как Баягантаевский или Баягантайский, но в быту сократилась до более краткого варианта.

Само слово «Баяганта» имеет якутские корни. «Баай» по-якутски — «богатый», «ган» или «хан» — суффикс принадлежности, «та» — показатель обладания. Вместе название можно перевести как «место, где есть богатство» — вероятно, речь шла о рыбных или пушных угодьях. Встречается и другая версия: от тюркского «баян» — «сказитель, богатырь», но для якутской топонимики вариант с «баай» правдоподобнее.

Фамилия почти не встречается за пределами Восточной Сибири. Основной ареал — Якутия, Иркутская область и Забайкалье. По сословной принадлежности предки были, скорее всего, крестьянами-старожилами или казаками, осваивавшими северные территории. В метрических книгах XIX века фамилия могла писаться через «о» — Баягонтаев, под влиянием местного произношения, но современная орфография закрепила «а» в первом и втором слогах.