Фамилия Готалай — редкий пример, где на слух угадывается нерусская основа, но механизм оформления чисто славянский. Суффикс -ай типичен для украинских, белорусских и южнорусских фамилий, образованных от прозвищ (сравните: Коваль — Ковалай, Швець — Швецай). Основа Готал- не имеет очевидной славянской этимологии, поэтому ключ к фамилии лежит в географии и возможном заимствовании.

Скорее всего, в основе лежит тюркское или монгольское личное имя или прозвище. В бурятском и калмыцком языках известно имя Готал (Готал-Гэрэл), которое может означать «светлый» или «сияющий» (от монг. гэрэл — «свет»). В тюркских языках (например, в казахском) существует слово қотал — «холм, бугор», которое могло стать прозвищем для человека, жившего на возвышенности. Также возможна связь с этнонимом «гот» — в средневековых источниках так называли жителей Готланда или потомков готов, но для фамилии Готалай эта версия маловероятна и притянута.

Географически фамилия Готалай встречается в основном в западных регионах бывшей Российской империи — на Украине и в Беларуси, а также среди потомков переселенцев в Сибири. Это указывает на то, что носитель прозвища Готалай мог быть выходцем из южнорусских степей, где контакт с тюркскими народами был обычным делом. Прозвище могли дать человеку с восточными чертами лица, либо тому, кто торговал или общался с кочевниками.

Есть и более прозаичная версия: фамилия могла возникнуть от искажённого при крещении имени, например, от Готфрид или Годелай (католическое имя, встречавшееся у поляков и литовцев). В этом случае суффикс -ай — это адаптация окончания имени, а не типичный славянский формант.

Таким образом, фамилия Готалай — это гибрид: нерусская по корню, но оформленная по восточнославянской модели прозвищ. Точное значение сегодня восстановить сложно, но наиболее правдоподобной остаётся тюркская или монгольская версия с исходным значением «светлый» или «холмистый».