Фамилия Дурнаева — женская форма фамилии Дурнаев, и её происхождение лежит в плоскости прозвищ, образованных от прилагательных. Основа здесь — слово «дурной», но его значение в старом русском языке было шире, чем сегодня. «Дурным» называли не только глупого или бестолкового человека, но и того, кто был «не в себе», своенравного, взбалмошного, а иногда — просто невезучего или вызывающего раздражение. Поэтому прозвище Дурнай или Дурной могло закрепиться за человеком с тяжёлым нравом, чудаковатым поведением или даже за тем, кого считали порченым, «с дурным глазом».

Словообразовательная модель типична для русских фамилий на -ев: к основе «Дурн(ой)» добавился суффикс -аев, что характерно для фамилий, образованных от прозвищ на -ай. Форма Дурнай — это усечённое прилагательное в краткой форме, аналог «Дурной». Такие прозвища нередко давали в качестве оберега: считалось, что «дурное» имя отпугнёт злых духов и навлечёт на ребёнка удачу. В этом смысле фамилия Дурнаев могла быть не ругательной, а охранительной.

Географически фамилия встречается в центральных и южных регионах России, а также в Поволжье. Встречается и вариант Дурнов, Дурново, но Дурнаев стоит особняком из-за суффикса -аев, который чаще указывает на тюркское или финно-угорское влияние в словообразовании. Однако в данном случае корень чисто славянский, и никакой тюркской основы здесь нет, несмотря на внешнее сходство с фамилиями типа Каратаев.

В сословном отношении носители фамилии Дурнаев в основном принадлежали к крестьянам и мещанам. В списках однодворцев и государственных крестьян XVII–XIX веков такие прозвища не редкость. Дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано — она оставалась в простонародной среде, что косвенно подтверждает её прозвищный, а не вотчинный характер.