Фамилия Еремаев — одна из тех, что напрямую ведут вглубь веков, к библейскому имени Иеремия. В переводе с древнееврейского оно означает «возвышенный Богом» или «Яхве возвысит». В русской народной среде имя Иеремия, сложное для произношения, быстро адаптировалось, превратившись сначала в Еремея, а затем породив более короткие обиходные формы. Одна из них — Еремай — и стала непосредственной основой для фамилии Еремаев.

Суффикс -ев указывает на типичную для русских фамилий модель «чей?» — то есть «сын Еремая», «потомок Еремая». Это отчество, которое закрепилось и перестало меняться, когда внуки и правнуки Еремая стали передавать его уже как родовое прозвище. Примечательно, что от той же основы, но от полной формы имени Еремей, образовались гораздо более распространённые фамилии Еремеев и Еремин. Еремаев встречается реже, что делает её интересным маркером: предки носителя этой фамилии, скорее всего, пользовались именно краткой, «домашней» формой имени Еремай, а не полной.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна: основа (Еремай) + патронимический суффикс (-ев). В ономастике такие фамилии относят к «полуотчествам» — они застыли в той форме, в какой имя бытовало в конкретной семье. Если бы имя звучало как Ерема, фамилия была бы Еремин; если бы как Еремей — Еремеев. Вариант Еремаев фиксирует именно форму Еремай, что для историка языка — ценный штрих, указывающий на местный говор или семейную традицию произношения.

Споров вокруг происхождения фамилии почти не возникает: библейская основа очевидна, а альтернативные версии (например, связь с тюркским словом «ерем» — «неприступное место») не выдерживают критики из-за несоответствия типичной русской модели образования с суффиксом -ев. Такая фамилия могла появиться в любой местности, где было распространено православие, но её относительная редкость по сравнению с Еремеевым говорит о том, что форма Еремай бытовала преимущественно в северных и центральных губерниях России, где любили сокращать и «обкатывать» длинные церковные имена до коротких обиходных вариантов.