Фамилия Ерсайнова — женская форма фамилии Ерсайнов. Её основа восходит к личному имени тюркского происхождения. В отличие от многих русских фамилий, где суффикс -ов/-ев указывает на принадлежность («чей?»), здесь мы видим сочетание казахского или башкирского имени с русским фамильным суффиксом, что типично для народов, вошедших в состав Российской империи в XVIII–XIX веках.

Имя Ерсай (Ерсайын) составное: первая часть «ер» в тюркских языках означает «мужчина», «герой», «воин» (ср. казахское «ер» — муж, богатырь). Вторая часть «сай» или «сайын» может восходить к слову со значением «подобный», «равный» (в диалектах — «каждый», «постоянно»). Таким образом, имя Ерсай могло означать «подобный герою», «настоящий мужчина» — типичное пожелательное имя, которое давали мальчику в надежде, что он вырастет смелым и сильным.

Фамилия Ерсайнова встречается преимущественно среди казахов, башкир и татар. Географически она чаще всего фиксируется в Оренбургской, Челябинской областях России и в Западном Казахстане. Это объясняется историей расселения кочевых родов: фамилии на -ов/-ин у тюркских народов активно оформлялись в XIX веке при переходе к оседлости и учёте в метрических книгах.

Словообразовательная модель здесь проста: к основе «Ерсай» добавляется притяжательный суффикс -н (как в фамилиях типа «Исаев» — от Исай), а затем родовое окончание -ов/-ова. Исходное имя Ерсай хоть и редкое, но хорошо вписывается в ряд других тюркских имён с компонентом «ер»: Ербол, Ержан, Ермек.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что написание «Ерсайнов» (а не «Ерсаев») сохраняет полную форму имени, в то время как в других случаях имя могло редуцироваться. Вариант с суффиксом -ов, а не -ин, указывает на то, что основа оканчивается на согласный (в именительном падеже — Ерсай, но в косвенных — Ерсая, откуда и «Ерсаев» было бы ожидаемо). Однако здесь мы видим форму «Ерсайнов», что может говорить о диалектном произношении или поздней фиксации имени как Ерсайн. Такая деталь — редкий случай, когда фамилия сохранила нестандартное склонение исходного имени.