Фамилия Беркаев в своей основе имеет тюркское имя Беркай (или Беркей), что в переводе означает «крепкий, сильный». Это имя, в свою очередь, восходит к древнетюркскому «berk» — твёрдый, могучий, непоколебимый. Таким образом, фамилия буквально указывает на предка, которого нарекли таким именем, желая ему физической или духовной стойкости.

Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий тюркского происхождения: к основе Беркай (или Берка) добавили русский патронимический суффикс -ев, который означает принадлежность («чей?» — сын Беркая). Аналогично строились фамилии Алтынбаев, Темирбаев, Каратаев. Суффикс -ев, а не -ов, появляется, если основа оканчивается на мягкий согласный или йот.

Вероятно, фамилия не получила широкого распространения по всей России, а сконцентрирована в регионах с традиционно тюркским населением: в Татарстане, Башкортостане, Оренбуржье, а также среди народов Северного Кавказа (например, у балкарцев или карачаевцев, где имя Беркай встречается до сих пор). Встречается она и у казахов, где могла писаться как Беркаев или Беркайулы.

В русском контексте фамилия могла закрепиться за служилыми татарами или крещёными инородцами, которые переходили на оседлый образ жизни и получали фамилии по отцу. Спорных версий здесь немного: попытки связать Беркаева с древнерусским «беркут» (птица) или славянским «берека» (вид ивы) лингвистически слабы, так как фамилия чётко вписывается в тюркский ономастикон с прозрачной внутренней формой.