Фамилия Буратаев — редкий случай, когда на поверхность выходит не тюркское имя или прозвище, а сразу географическая привязка. Вопреки интуиции, корень здесь не «бурат» (такого тюркского слова нет), а топоним Бурата — название реки и села в Иркутской области. Река Бурата впадает в Ангару, а в XIX веке существовала деревня Бурата (сейчас — урочище). Жителей этой местности — выходцев с Бураты — на русский лад называли Буратаевыми. Формант -ев указывает на патронимическую модель: «сын Буратая», но сам Буратай в данном случае — не личное имя, а прозвище по месту жительства, образованное через тюркский суффикс -тай, характерный для бурятской и монгольской антропонимии (ср. Бататай, Халтай).

Вторая, менее вероятная версия отталкивается от тюркского «бура» — верблюд-самец (ср. казахское «бура»). Тогда Буратай — уменьшительно-ласкательная форма от Бура: «верблюжонок» или «маленький верблюд». Но такое прозвище скорее дали бы в степных районах, а фамилия Буратаев устойчиво фиксируется именно в Восточной Сибири, что делает топонимическую гипотезу более правдоподобной.

Словообразовательная модель — суффикс -ев присоединён к основе на -ай (Буратай → Буратаев). Это типичный для русских фамилий способ адаптации тюркских и монгольских имён: звук «й» на стыке основ переходит в «ев», а не в «ов», потому что ауслаут мягкий. В документах XIX века фамилия могла писаться через «о» — Буратаев или Буратоев, в зависимости от диалектного произношения.

Сословная принадлежность носителей — почти наверняка крестьяне или казаки. В списках переселенцев в Сибирь и Забайкалье фамилия встречается среди бурятского и русского населения, что подтверждает её локальный характер. Найти Буратаевых за пределами Иркутской области, Бурятии и Забайкалья сложно — это фамилия-маркер, привязанная к конкретной речной долине.