Фамилия Горнаев — одна из тех, где за простой основой может скрываться несколько разных историй. Всё упирается в то, какую букву считать исходной: «о» или «а». Если отталкиваться от написания Горнаев, логичнее всего видеть в основе прозвище Горнай — человека, жившего «на горе» или в холмистой местности. Такие прозвища по месту жительства давали часто и охотно: достаточно было поселиться на пригорке, чтобы соседи запомнили тебя как Горная. Модель образования простая и типичная для русских фамилий: прозвище на -ай (Горнай) плюс фамильный суффикс -ев.

Но есть и другая, не менее правдоподобная версия — профессиональная. Если прозвище связано не с «горой», а с «горном» (печь для ковки металла), то родоначальник Горнаевых мог быть кузнецом. В этом случае основа та же, но смысл другой: не «живущий на возвышенности», а «работающий у горна». Оба объяснения имеют право на существование, и без точных исторических записей по конкретной ветви выбрать одно из них невозможно.

Особого внимания заслуживает связь с фамилией Гарнаев. Горнаев вполне может быть её «окающим» вариантом: в говорах, где аканье не было распространено, украинское «гарний» (красивый, хороший) могли произносить как «горний», отсюда и прозвище Горнай. Если так, то предок Горнаевых получил прозвище не за место жительства или профессию, а за внешность или стать. Эта версия добавляет фамилии славянский культурный контекст, выводя её за пределы чисто русской ономастики.

Словообразовательный суффикс -ев (а не -ов) указывает, что основа прозвища оканчивалась на мягкий согласный или й. В случае с Горнаем это как раз и происходит: Горнай → Горнаев. Такая модель встречается реже, чем фамилии на -ов, и часто указывает на более старую или диалектную основу.

Точное время возникновения фамилии установить сложно: процесс формирования русских фамилий растянулся на несколько столетий, и Горнаевы могли появиться и в XVI, и в XIX веке в зависимости от региона. География бытования фамилии тоже пока остаётся не до конца изученной, но можно предположить, что её носители встречаются как в центральной России, так и на южных территориях, где возможны контакты с украинскими говорами.