Фамилия Геряйнова — женская форма фамилии Геряйнов, а та, в свою очередь, образована от мужского имени или прозвища Геряй. В русской ономастике это довольно редкий случай, когда основа фамилии не имеет очевидных параллелей с распространёнными крестильными именами или названиями профессий.

Скорее всего, в основе лежит прозвище Геряй, которое могло возникнуть из диалектного глагола «геря́ть» — в некоторых южнорусских и украинских говорах так говорили вместо «терять». Человек, которого прозвали Геряем, мог быть рассеянным, теряющим вещи, или, наоборот, получал такое прозвище иронически — за бережливость. Возможна и другая версия: имя Геряй могло быть производной формой от крестильного имени Герасим (через усечение Гера → Геряй), что типично для народной традиции сокращать длинные имена до двух-трёх слогов.

Суффикс -ов в мужском варианте Геряйнов указывает на принадлежность: «сын Геряя» или «из семьи Геряя». Такая модель образования фамилий была массовой в XVI–XVII веках в центральной России, особенно среди служилых людей и крестьянства. Сама фамилия Геряйнов — нечастая, её географическое ядро, по данным современных телефонных справочников, тяготеет к югу России и востоку Украины, что косвенно подтверждает диалектную версию происхождения от «герять».

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то ближе всего стоят Теряев (от «терять») и, возможно, Герасимов (от полного имени). Геряйнов отличается от них именно редукцией основы и сохранением редкой диалектной формы. В дореволюционных метрических книгах эта фамилия могла писаться через «ять» или с двойным «н» — Геряиннов, что отражает неустойчивость орфографии при записи редких прозвищ.