Фамилия Гиголаевы образована от грузинского имени Гигол — усечённой формы имён Гиорги (Георгий) или Григол (Григорий). Такое сокращение — обычное дело в грузинской антропонимии: длинное имя в быту часто «сжимали» до одного слога. К основе Гигол добавили уменьшительно-ласкательный суффикс -ай, получилось имя Гиголай, то есть «маленький Гигол». Потомка человека с таким именем стали называть Гиголаевым — так и закрепилась фамилия.

Суффикс -ев в финале указывает на русское оформление фамилии: в Грузии та же основа выглядела бы как Гиголашвили или Гиголадзе. Переход в форму на -ев произошёл при переносе фамилии в русскую среду, скорее всего в XIX–XX веках, когда грузинские фамилии адаптировали к привычной славянской модели.

Фамилия распространена в регионах со смешанным русско-кавказским населением, особенно в Северной Осетии и Ставропольском крае. Встречается и в самой Грузии, но в исконном виде — с грузинскими суффиксами. Поскольку основа связана с двумя разными христианскими именами, точного предка восстановить сложно: Гигол мог быть домашним вариантом как для Георгия, так и для Григория. Но в любом случае фамилия Гиголаевы — живой след кавказской традиции сокращать и облагораживать имена ласкательными суффиксами.