Фамилия Естай — редкий случай, когда родовое имя полностью совпадает с личным именем предка. Это не переоформленная форма с суффиксом принадлежности (-ов, -ин, -ский), а застывшее имя в чистом виде. Такая модель встречается реже других и часто указывает на недавнее закрепление фамилии или на её нерусское происхождение.

Основа — мужское имя Естай. В тюркских языках, особенно казахском и башкирском, оно имеет прозрачную структуру: «ес» (память, разум, сознание) и «тай» (жеребёнок). В составе сложных имён «тай» часто служит ласкательным или уменьшительным компонентом, как «-ка» в русских именах. Таким образом, Естай можно перевести как «светлый ум» или «разумный, как жеребёнок» — образ молодости и резвости, характерный для кочевой культуры.

География фамилии выдаёт её казахские и башкирские корни. Встречается она преимущественно в Западном Казахстане, Оренбургской области и Башкортостане. В русских документах фамилия могла писаться и как Естаев, если чиновники добавляли типовое окончание, но форма без суффикса сохранилась у тех родов, которые долго жили обособленно и не попали под массовую русификацию фамилий в XIX веке.

Сословно предки Естай, скорее всего, были скотоводами или воинами — типичными представителями тюркской знати или свободных общинников. В отличие от русских крестьян, у которых фамилии часто образовывались от прозвищ по ремеслу, здесь мы видим прямое именование по личному имени, что говорит о сохранении родовой памяти и традиции называть внуков в честь деда.