Фамилия Голендаева — редкий случай, когда в основе, скорее всего, лежит не славянское, а тюркское или монгольское имя. Если отбросить фамильный суффикс -ев (указывающий на принадлежность: «чей?» — Голендаев), остаётся корень Голендай. Это типичная восточная форма имени, образованная с помощью аффикса -дай/-тай, который в тюркских и монгольских языках придаёт имени значение «обладающий качеством» или выступает как ласкательный суффикс. Например, известны имена Алдай, Кудай, Толендай.

Первая часть — «Голен» — может восходить к тюркскому слову «голь» (озеро) или «гол» (рука, долина, река), но с учётом фонетики вероятнее связь с именем Голен (Гулен), которое встречается у казахов и татар. Таким образом, Голендай — это «тот, кто из рода Голен» или «маленький Голен». Носитель такого прозвища или имени мог быть родоначальником фамилии.

Поскольку фамилия оканчивается на -ев, а не на -ин, это указывает на то, что в основе лежит имя или прозвище на согласный (Голендай). Такая модель типична для крещёных татар, башкир или других народов Поволжья, перешедших в православие. В русской среде восточное имя превратилось в прозвище, а затем закрепилось как фамилия. Географически фамилия тяготеет к Оренбургской области, Башкортостану и Татарстану — регионам, где веками шло смешение славянского и тюркского населения.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Голендеев, Голендов) показывает, что все они образованы от одного антропонима, но с разными диалектными огласовками. Вариант Голендаева — самый редкий, что говорит о локальном бытовании в одном-двух селениях. Сословно предки, скорее всего, были государственными или ясачными крестьянами, а не служилыми дворянами, так как фамилия не встречается в родословных книгах.