Фамилия Еркаев — типичный пример того, как тюркское личное имя легло в основу русской фамилии с помощью суффикса принадлежности -ев. Суффикс указывает на происхождение от отца: Еркаев буквально означал «сын Еркая». Само имя Еркай — это производная, уменьшительная или адаптированная форма более древнего тюркского имени Иркен. В переводе с тюркских наречий Иркен значит «свободный, вольный». Называя так сына, родители желали ему независимой и самостоятельной жизни, без гнёта и внешних ограничений.

Существует и вторая, не менее правдоподобная версия. Она возводит основу Ерк- к татарскому крестильному имени Иркя (в некоторых диалектах — Еркля), которое имеет значение «нежный, дорогой». В этом случае имя было скорее ласковым домашним прозвищем, которое родители давали любимому, долгожданному или младшему ребёнку. Оба варианта укладываются в общую тюркскую традицию давать имена с положительной, «охранительной» семантикой — чтобы судьба ребёнка соответствовала значению имени.

Словообразовательная модель фамилии проста и прозрачна. Основа Еркай + патронимический суффикс -ев. Форма Еркаев — это притяжательное прилагательное, отвечавшее на вопрос «чей?». Такая модель была особенно распространена в среде крещёных татар и других тюркских народов Поволжья и Приуралья, где имена адаптировались под русскую грамматику, сохраняя исконный корень. Встречаются и однокоренные фамилии, например Еркин, Еркенов, но Еркаев отличается именно уменьшительным суффиксом -ай, что подчёркивает его «домашнее», прозвищное происхождение.

Точную географию бытования фамилии и время её закрепления без специального генеалогического исследования назвать сложно. Процесс перехода от прозвища или имени к наследственной фамилии в разных регионах России растянулся на несколько столетий. Можно лишь предположить, что корни рода Еркаевых лежат в районах активного русско-тюркского культурного и языкового контакта — в Татарстане, Башкортостане или в среде казанских татар.