Фамилия Эстерляйн — это не русская, а немецкая по происхождению. Её основа — немецкое слово «Österlein» или «Oesterlein», которое является уменьшительной формой от «Öster» или «Ost». В переводе с немецкого «Ost» означает «восток», а суффикс «-lein» — уменьшительно-ласкательный, характерный для южнонемецких диалектов (в частности, баварского и австрийского). Таким образом, Эстерляйн можно понять как «восточный человечек» или «маленький восточный». Однако вряд ли это указание на конкретную национальность: скорее, так могли прозвать человека, пришедшего с востока (например, из Восточной Европы или восточных земель Германии), либо того, кто жил к востоку от поселения.

Словообразовательная модель здесь типична для немецких фамилий, возникших из прозвищ. Окончание «-lein» в южных диалектах часто переходило в «-l» или «-le», поэтому в письменных источниках можно встретить варианты «Эстерле», «Эстерль» или «Эстерляйн». Фамилия не имеет отношения к русским суффиксам -ов/-ев или -ин, что сразу указывает на её иноязычное происхождение. В России и странах бывшего СССР она встречается редко, обычно у потомков немецких колонистов, переселившихся в Поволжье или на юг России в XVIII–XIX веках.

Есть и другая, менее распространённая версия: фамилия могла произойти от названия местности Эстер (Oester) в Баварии или Австрии. Тогда Эстерляйн — это «выходец из Эстера». В этом случае суффикс указывает на принадлежность к месту, а не на размер или внешность.

Ономастический справочник Б. Унбегауна, посвящённый русским фамилиям, эту фамилию, разумеется, не рассматривает — она относится к немецкой традиции. Однако в работах по истории поволжских немцев (например, у И. Р. Плеве) упоминаются фамилии с корнем «Ost», включая Остерлейн, Остерман и другие. Эстерляйн — это, по сути, фонетическая запись того же корня, адаптированная к русскому произношению.

Таким образом, предки носителя фамилии Эстерляйн с высокой вероятностью были немецкоязычными переселенцами, возможно, ремесленниками или крестьянами, получившими прозвище по географическому признаку. Фамилия компактная, без спорных этимологий, но с чёткой региональной окраской — юг Германии и Австрия.