Фамилия Бюрнаева — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает все остальные версии. Это фамилия, которая с высокой вероятностью указывает на происхождение из конкретного региона — Бурятии или соседних территорий Южной Сибири. Основа «Бюрн-» здесь, скорее всего, является русифицированной записью бурятского имени Бүрнэ (Бюрнэ), что в переводе означает «волк». В тюрко-монгольской ономастике волк — тотемное, сильное животное, и имена с таким значением давали мальчикам, чтобы передать им звериную силу и выносливость.

Словообразовательная модель проста: к основе Бюрн(э)- добавили русский суффикс принадлежности -ев-, а затем стандартное фамильное окончание -а. Получается «Бюрнаев» — сын или потомок человека по имени Бюрнэ. Женская форма Бюрнаева, таким образом, означает «дочь/жена Бюрнаева». Появление именно суффикса -ев, а не -ин, подсказывает, что в основе лежит имя или прозвище, оканчивающееся на мягкий согласный или, как в данном случае, на гласный, который при адаптации дал «ь».

Есть и альтернативная, но менее вероятная версия. В редких случаях «Бюрн-» может быть искажением от немецкого «Bürn» или скандинавского корня со значением «медведь» (сравните с диалектным немецким Bär). Однако для фамилии, бытующей в России, эта гипотеза выглядит натянутой: нет ни исторических следов массового переселения немцев в те регионы, где встречается фамилия, ни устойчивой традиции переделки немецких фамилий в такую форму. Гораздо логичнее объяснить её через местный субстрат.

Таким образом, предки Бюрнаевых, скорее всего, были коренными жителями Забайкалья или Прибайкалья — бурятами, возможно, эвенками. Фамилия закрепилась за родом, основатель которого носил имя Бюрнэ. Сословно это могли быть как скотоводы-кочевники, так и казаки (в бурятских казачьих войсках было много людей с монгольскими корнями). Поскольку фамилия не является ни дворянской, ни купеческой, а происходит напрямую от личного имени, она типична для крестьянского и казачьего сословия, получившего фамилии в XIX веке во время массового учёта населения.