Фамилия Буюлей — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа — Буюл — не встречается в распространённых славянских именах и прозвищах, поэтому логичнее всего искать корни в языках тюркской группы.

Первое, что бросается в глаза, — суффикс -ей. В русских фамилиях он нетипичен. В тюркских языках, напротив, такие окончания встречаются часто и могут быть частью личного имени или прозвища. Скорее всего, в основе лежит тюркское слово «буй» — «рост», «стан», «туловище», а также «племя», «род». В сочетании с аффиксом -ул/-юл это могло означать «рослый», «высокий» или «относящийся к роду». Фамилия могла закрепиться за выходцем из татарской, башкирской, чувашской или другой тюркоязычной среды, которая веками соседствовала с русскими.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная, — связь с румынским или молдавским словом «bujor» (пион) через диалектное произношение. В этом случае Буюлей могло быть прозвищем человека, жившего у зарослей пионов или занимавшегося их сбором. Однако фонетический переход «р» в «л» для восточнороманских языков нетипичен, поэтому эта гипотеза слабее.

Третья версия — искусственное или случайное искажение фамилии при переписи. В XIX веке писари часто записывали фамилии на слух. Исходная форма могла быть Буюлов, Буйолев или Буюллов, а окончание -ей появилось из-за местного говора или ошибки. В таком случае фамилия могла означать принадлежность к человеку по имени Буйол (тюркское «буй» + уменьшительный суффикс).

Географически носители фамилии Буюлей встречаются в основном на юге России, в Краснодарском и Ставропольском краях, а также в Поволжье — регионах, где исторически смешивались славянские и тюркские культуры. Это подтверждает первую, тюркскую версию. Сословной привязки у фамилии нет: её могли носить и крестьяне, и казаки, и мещане.

Однокоренных фамилий в русском языке почти нет, что подчёркивает редкость корня. Если сравнивать с близкими по звучанию — Буянов, Буйлов, — они образованы от других основ (глагол «буять» или диалектное «буй» — «глупый»). Буюлей стоит особняком и, скорее всего, сохранила память о прозвище предка, которое дали ему по внешности или родовой принадлежности.