Фамилия Дедяев — один из примеров того, как русская фамилия хранит память о финно-угорских корнях. В основе лежит личное имя Дедяй, которое было распространено у мордвы. Само имя Дедяй, скорее всего, связано с финно-угорским корнем «дод», означающим «сани». Вероятно, так называли ребёнка, родившегося зимой, в санный путь — имя служило указанием на время рождения.

Есть и другая версия, опирающаяся на эрзянское слово «тятя» — «пять». Согласно ей, Тятяем (откуда позже возникло Дедяй) могли назвать пятого по счёту ребёнка в семье. Эта гипотеза объясняет, почему фамилия звучит с «д», а не с «т»: первоначальная форма Тятяев под влиянием русского слова «дедя» (диалектное «дядя») постепенно превратилась в Дедяев. Такой переход — не редкость при адаптации иноязычных имён в русской среде.

Морфологически фамилия образована стандартным для русской ономастики способом: к основе Дедяй прибавлен суффикс принадлежности -ев. Вопрос о социальном статусе первых носителей остаётся открытым: фамилия могла возникнуть как в крестьянской, так и в служилой среде, где были распространены прозвища и некалендарные имена. Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья, где исторически проживает мордовское население.