Фраев — фамилия редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В ней нет типичного русского суффикса -ов или -ин, но есть окончание -ев, которое указывает на патронимическую модель: «сын Фрая». Вопрос упирается в то, что такое «Фрай».

Самая вероятная версия отсылает к еврейскому имени Фрай (или Фрей) — варианту имени Эфраим. В обиходе имя могли редуцировать, и от формы Фрай образовалась фамилия Фраев. Если это так, то предок носителя фамилии был евреем, а фамилия закрепилась на территории Российской империи, где часто добавляли славянский суффикс -ев к иноязычным основам.

Вторая гипотеза, менее очевидная, — связь с немецким словом frei («свободный»). В XVIII–XIX веках в Россию приезжали немецкие колонисты, и прозвище Фрай (вольный, независимый) могло дать начало фамилии. Позже, при русификации, она могла превратиться в Фраева, а затем и в Фраева. Но эта версия слабее: в немецких фамилиях на -ев почти не встречаются, а Фрай остался бы Фраем или Фрайманом.

Географически фамилия встречается в основном на юге России и в центральных областях, но крайне редко. В дореволюционных метрических книгах Фраевы попадаются среди мещан и цеховых ремесленников — людей не крестьянского, а городского сословия. Это косвенно подтверждает версию о еврейском происхождении: еврейское население в черте оседлости чаще занималось ремёслами и торговлей.

С точки зрения словообразования фамилия проста: основа Фра- плюс суффикс -ев, указывающий на принадлежность. Ударение, судя по аналогиям (Фра́ев), падает на первый слог. В современной России носителей фамилии — единицы, что делает её не просто редкой, а почти исчезнувшей.