Фамилия Дедяев происходит от личного имени Дедяй, но её корни уходят не в славянскую, а в финно-угорскую среду. Это редкий случай, когда мордовское по происхождению имя попало в русскую фамильную модель, закрепившись с типичным патронимическим суффиксом -ев.

Имя Дедяй имеет как минимум две версии происхождения. Первая связывает его с финно-угорским корнем «дод» — «сани». В таком случае имя могло указывать на время рождения ребёнка, например, зимой, когда сани были основным средством передвижения. Вторая версия отталкивается от эрзянского слова «тятя», означающего «пять». Согласно этой гипотезе, Тятяем называли пятого по счёту ребёнка в семье. Позже, под влиянием русского слова «дедя» (диалектного варианта слова «дядя»), имя могло измениться с Тятяй на Дедяй, а фамилия — с Тятяев на Дедяев.

Словообразовательная модель проста: к основе Дедяй добавили притяжательный суффикс -ев, который отвечал на вопрос «чей?». Таким образом, Дедяевы — это буквально «дети Дедяя». Фамилия закрепилась в русской традиции, хотя её исходный корень не славянский, а мордовский, что делает её интересным памятником межэтнического культурного обмена.