Фамилия Гнусаев — из числа тех, что образованы от прозвища. В основе, скорее всего, лежит слово «гнусай»: так в старину называли человека с гнусавым голосом, говорившего «в нос». Глагол «гнусавить» знаком каждому, и прозвище было точным и ёмким. Менее распространённая версия выводит прозвище из польского gnus («лентяй») или gnusny («ленивый, подлый») — в этом случае оно характеризовало бы не манеру речи, а натуру.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Гнусаев буквально значит «сын Гнусая». Фамилия эта не единична в своём роде: в истории известны и другие прозвища того же корня. В документах XVI века встречаются, например, Иван Иванович Гнус Долгорукий и князь Иван Федорович Гнуса Ромодановский. Эти примеры показывают, что прозвище бытовало даже в высших слоях общества, а значит, не несло резко отрицательной окраски — скорее, было бытовой, узнаваемой чертой.

Фамилия Гнусаев — нечастая, и её носители, вероятно, происходят из центральных или южнорусских областей, где диалектная форма «гнусай» была в ходу. Встречается также вариант Гнусарев, но он образован от другой основы — «гнусарь» (тот, кто гнусавит). Гнусаев же строже держится исходного прозвища.