Фамилия Дюдяева образована от прозвища Дюдяй, а то, в свою очередь, от диалектного слова «дюдя». В говорах Верхнего Поволжья так называли дедушку. Слово это ласковое, домашнее — им скорее могли окликнуть пожилого родственника, чем постороннего человека. Поэтому прозвище Дюдяй, скорее всего, дали не самому старику, а его любимцу — внуку или правнуку, который постоянно вертелся возле деда. Со временем это прозвище закрепилось за потомком и перешло в фамилию.

С точки зрения словообразования здесь всё прозрачно: суффикс -ев- (вместо -ов- после мягкого согласного) указывает на принадлежность — «чей?» — «Дюдяев», то есть сын или потомок Дюдяя. Такая модель типична для русских фамилий, возникших из прозвищ на -ай/-яй (сравните с фамилиями Гуляев, Лентяев). Встречается и вариант написания через «а» — Дюдяева, что объясняется просто: в документах фамилию часто записывали на слух, а окончание женского рода и так указывает на жену или дочь Дюдяева.

Географически корни фамилии стоит искать в Ярославской, Костромской или Ивановской областях — именно там диалектное «дюдя» было в ходу. В других регионах России это слово почти не встречается, поэтому фамилия Дюдяева остаётся довольно редкой и локальной.