Фамилия Беляевы — одна из тех, где за простым звучанием скрывается сразу несколько возможных историй. В основе лежит древнерусское прозвище Беляй, и его значение неоднозначно. Самое прямое объяснение — внешность: так могли назвать человека со светлыми волосами или очень бледной, белокожей кожей. Однако в старину у слова «белый» был и социальный оттенок — «обеленный», то есть освобождённый от податей и повинностей. Прозвище Беляй мог получить крестьянин, которому князь или царь даровал льготы, или же человек, «выбеленный» из тягла.

Фамилию строили по стандартной модели того времени: к основе на -й добавляли суффикс принадлежности -ев (Беляй → Беляев). Это указывает на то, что родоначальника звали Беляем, а его потомки стали Беляевыми.

Судьба фамилии в дворянском сословии хорошо документирована. Известно как минимум о двух старых дворянских родах Беляевых. Первый ведёт начало от Романа Афанасьевича Беляева, который получил поместье в 1633 году. Второй связан с Иваном Беляевым: его дочь Евдокия в 1670 году вошла в число девиц, которых царь Алексей Михайлович выбирал себе в невесты. Герб рода Беляевых внесён в 18-ю часть Общего Гербовника дворянских родов Российской империи; его удостоился Михаил Алексеевич Беляев (1795–1871). Сам этот род был записан в Новгородскую дворянскую родословную книгу.

Учитывая, что «белый» — одно из древнейших цветообозначений в языке, прозвище Беляй встречалось повсеместно, а не в каком-то одном регионе. Поэтому фамилия Беляевы — не редкая, но её носители могут происходить из совершенно разных мест и сословий: от обеленного крестьянина до новгородского дворянина. Точное место и время возникновения каждой конкретной ветви установить сложно — фамилии в России складывались на протяжении нескольких столетий, и один и тот же корень мог дать множество независимых родов.