Фамилия Деньшаев — один из тех случаев, когда за привычным русским окончанием скрывается сложный восточный корень. Её основа — личное имя Деньшай, которое бытовало в фонетических вариантах Диньшай, Диншай и Диншах. Разбираем это имя по составу: первая часть «день» восходит к арабскому «дин» — «вера, религия». Вторая часть «шай» — это фонетически изменённое «шах», персидское слово, означающее «хан, повелитель, владелец, хозяин». В тюрко-персидской именной традиции компонент «шах» или «шай» часто придавал имени значение превосходной степени: «самый лучший», «самый первый», «самый главный».

Соединив обе части, получаем два возможных толкования имени Деньшай: «лучшая вера» или «вера шаха» (то есть вера правителя). Имя было составным и, скорее всего, давалось мальчикам в семьях, где ценили как религиозную, так и светскую власть.

Сама фамилия Деньшаев образована по стандартной русской модели: к основе Деньшай добавили патронимический суффикс -ев, который указывает на принадлежность («чей?»). Буквально: сын Деньшая, потомок Деньшая. Такая модель образования — самая распространённая в русских фамилиях, но здесь она наложилась на нерусскую основу, что сразу выдаёт историю рода: предки носителей фамилии, вероятно, вышли из татаро-монгольской или тюркской среды, где такие имена были в ходу, а затем, приняв православие или войдя в состав русского служилого сословия, оформили фамилию на русский лад.

Встречаемость фамилии Деньшаев в основном фиксируется в Поволжье и на Урале — регионах, где исторически плотно пересекались русские и тюркские народы. Сословно предки могли быть как служилыми татарами (так называемые «служилые мурзы»), так и крестьянами, получившими фамилию по имени отца при переписях.