Фамилия Доляев — редкий случай, когда суффикс -ев присоединился к основе, которая сама по себе является формой родительного падежа. Чаще всего фамилии на -ев образуются от имен и прозвищ, оканчивающихся на -ь (медведь → Медведев) или на -й (Андрей → Андреев). Здесь же основа — «Доля», и если бы фамилия строилась по стандартной модели, мы получили бы Долин. Но вышло иначе: закрепилась форма Доляев, то есть «сын Доляя». А Доляй — это, скорее всего, народная, разговорная версия имени или прозвища Доля.

Корень «дол» в русских говорах многозначен. Это и часть, участь, судьба («на долю выпало»), и земельный надел, и мера площади. Прозвище Доля могли дать по разным причинам: либо человеку, который родился «в счастливую долю» (везунчику), либо тому, кто делил землю или имущество (например, приказчик или староста). Учитывая, что суффикс -ай в прозвищах часто носил ласкательный или уменьшительный оттенок (как Борис — Борислай, хотя и редко), Доляй могло быть домашним, внутрисемейным именованием счастливого ребёнка или младшего сына, которому «досталась доля».

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и поволжским областям. В дореволюционных метрических книгах Доляевы встречаются в Саратовской, Тамбовской и Воронежской губерниях. Это регионы, где слово «доля» в значении «надел, участок» было в ходу у крестьян и однодворцев. Вероятно, предки носителя фамилии были из государственных крестьян или казаков — в этих сословиях прозвища, связанные с имуществом и землёй, давали особенно часто.

Отдельно стоит заметить, что фамилия Доляев не имеет отношения к украинской или белорусской традиции, где «доля» — почти всегда судьба. Русский суффикс -ев и форма на -яй выдают именно северо-восточное, великорусское происхождение. Если встретите вариант написания с одной «л» — Дояев, это, скорее всего, ошибка писаря или результат акающего произношения, но не отдельная фамилия.