Фамилия Естайев — редкий пример, когда на конце мы видим суффикс -ев, но основа явно не славянского происхождения. Это типичная модель для тюркских фамилий, которые в XIX–XX веках адаптировали под русскую грамматику: к личному имени или прозвищу добавляли окончание -ов/-ев, превращая его в фамилию отца. В данном случае основа — Естай.

Само имя Естай восходит к тюркскому корню, скорее всего, из казахского, башкирского или татарского языков. Вероятнее всего, это сложное имя, где первая часть «ес» (память, разум, сознание) соединяется с «тай» (жеребёнок). В тюркской ономастике имена с компонентом «тай» (например, Айтай, Кенжетай, Куантай) были широко распространены и несли значение «как жеребёнок» — символ резвости, молодости, силы. Естай, таким образом, можно перевести как «светлый умом», «здравомыслящий, как жеребёнок», хотя буквально это «память-жеребёнок». Встречается и другая версия: от арабского имени Истай, но она менее правдоподобна для этой территории.

Фамилия Естайев почти наверняка указывает на тюркские корни носителя — скорее всего, предки были казахами, башкирами, татарами или представителями другого тюркского народа, жившего в Поволжье, на Урале или в Центральной Азии. В русской среде фамилия не встречается. Суффикс -ев, а не -ов, появился из-за мягкого окончания основы на «й»: по правилам русского языка после мягких согласных пишется -ев.

Встречаются варианты написания «Естаев» (с одной «й») — упрощение, когда двойное «й» в середине заменяют на одно, но исходная форма с двумя буквами «й» (Естай-ев) точнее передаёт структуру. В документах XIX — начала XX века фамилия могла записываться и как «Истаев» или «Эстаев», если имя произносили с другим начальным гласным. Социально предки Естайевых — вероятнее всего, скотоводы, земледельцы или ремесленники, так как фамилии на -ев у тюркских народов получали в основном крестьяне и мещане при переходе к оседлости и паспортизации.