Фамилия Естаев происходит от казахского мужского имени Естай. Его основа — слово «ес» («сознание, разум»), а аффикс «тай» в тюркских именах придаёт уменьшительно-ласкательный оттенок. Скорее всего, имя Естай дали долгожданному или единственному сыну, желая ему вырасти мудрым и просвещённым человеком.

Фамилия образована по русской патронимической модели: к тюркскому имени добавили суффикс -ев, который указывает на принадлежность («сын Естая»). Такая схема типична для регионов, где русская административная традиция смешивалась с местными именами, — в данном случае это территория современного Казахстана и прилегающих областей.

Интересно, что в отличие от многих фамилий на -ов/-ев, где основа легко считывается как прозвище или профессия, здесь мы имеем дело с чистым антропонимом: фамилия прямо наследует личное имя предка, без дополнительных смысловых наслоений. Это делает её «прозрачной» для этимолога — корень не угас и не переосмыслился со временем.

В русском контексте фамилия Естаев встречается редко и почти всегда указывает на казахские или тюркские корни носителя. Встречаются варианты написания с буквой «а» под ударением — Еста́ев, хотя в имени-основе ударение падает на первый слог: Е́стай.