Фамилия Голендяева — женская форма мужской фамилии Голендяев. Её основа — прозвище Голендяй, которое в русских говорах имело несколько значений, и все они связаны с внешностью или поведением человека.

Корень «голенд-» восходит к слову «голень» (часть ноги от колена до стопы). В диалектах «голендяй» — это долговязый, высокий и худой человек с длинными ногами. Такое прозвище мог получить кто-то из предков за высокий рост или непропорциональное телосложение. В некоторых регионах слово «голендяй» означало также неповоротливого, неуклюжего человека — значение, производное от той же ассоциации с длинными ногами, которые мешаются.

Модель образования типична для русских фамилий: прозвище на -яй (как Гуляй, Бродяй) плюс типичный патронимический суффикс -ев. Суффикс -яй в прозвищах часто придавал оттенок пренебрежения или иронии, так что Голендяй — это не просто «длинноногий», а скорее «длинноногий, да неловкий».

Фамилия редкая. Её географическое распространение неравномерно: наибольшая концентрация носителей фиксируется в Поволжье (Нижегородская, Кировская области) и на Урале. Это указывает на то, что прозвище бытовало в севернорусских и среднерусских говорах, а не в южных.

Встречаются варианты написания: Голендяев, Голендяева, а также близкая по звучанию фамилия Голендеев, которая может иметь ту же основу, но с иной диалектной огласовкой. Смешивать их с фамилией Голенков (от «голень») не стоит — там другой суффикс и иная модель образования.