Фамилия Граряев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа, «Граряй», не встречается в современных словарях личных имён и не имеет прямых аналогов в крестильных святцах. Поэтому первое, что приходит на ум при анализе, — прозвищное происхождение.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ев присоединён к основе, оканчивающейся на -ай (ср. Малый → Малаев, Гуляй → Гуляев). В данном случае основа — «Граряй». Что она могла означать? Наиболее вероятная версия связывает её с диалектным глаголом «граять» или «граить». В ряде южнорусских и украинских говоров «граять» означает «каркать» (о вороне), «громко кричать», «шуметь», а также «смеяться», «хохотать». Таким образом, прозвище Граряй мог получить человек либо с громким, резким голосом, либо, напротив, обладающий весёлым, заливистым смехом. Вторая версия — от «грай» (стадо, стая, особенно птичья) — тогда прозвище могло указывать на занятие: например, на охотника или птицелова.

Менее вероятна, но возможна связь с тюркскими корнями, хотя фамилия не характерна для тюркских языков. В таком случае основу можно было бы возвести к слову «гара» (чёрный) с диалектным озвончением, но это потребовало бы сложных фонетических переходов и не имеет надёжных подтверждений.

По суффиксу фамилия относится к типично русским, великорусским. Географически она встречается крайне редко, в основном в центральных и южных регионах России. Сословной принадлежности по фамилии не определить — прозвище Граряй могло закрепиться и за крестьянином, и за посадским человеком. В дореволюционных списках и справочниках фамилия не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении либо о сильной локальности.

Таким образом, фамилия Граряев, скорее всего, образована от прозвища, данного по голосовой особенности или поведению — громкому говорению, смеху или крику. Это редкий случай, когда прозвищная основа не стёрлась со временем, а сохранила свою звуковую выразительность.