Фамилия Грудяева — женская форма мужской фамилии Грудяев. Её основа — прозвище или нецерковное имя Грудяй, которое в русских говорах имело два возможных значения. Первое связано с диалектным словом «грудь» в значении «возвышенность, бугор» или «куча, ворох» — так могли прозвать коренастого, плотного человека либо того, кто занимался складской или грузовой работой. Второе значение — от «грудной» (младенец, вскармливаемый грудью) или «грудастый» (о женщине с пышной грудью). Впрочем, в основе прозвища для мужчины чаще лежала характеристика внешности или профессии, а не физиологическая деталь.

Суффикс -ев типичен для русских фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или -й. В данном случае от Грудяй → Грудяев. Такая модель была особенно распространена в центральных и южных губерниях России. Встречаются однокоренные фамилии Грудин, Грудкин, Грудков — все они восходят к той же лексической группе, но Грудяев выделяется редкостью суффиксального варианта: имя Грудяй фиксируется в исторических документах реже, чем Груда или Грудка.

По переписям XIX века Грудяевы чаще всего записаны в Курской, Орловской и Воронежской губерниях — это регионы, где диалектное слово «грудяй» (человек с большой грудью или работящий, «грудной» крестьянин) бытовало в живой речи. Встречается также вариант написания Грудеев, что связано с аканьем и местным произношением.

Сословная принадлежность Грудяевых неоднородна: среди них были как государственные крестьяне, так и однодворцы (особенно в Курской губернии). Однодворцы — потомки служилых людей по прибору, которые несли сторожевую службу на южных рубежах и часто сохраняли фамилии, образованные от прозвищ, в неизменном виде. Возможно, первый Грудяй был не просто крестьянином, а мелким служилым человеком, получившим прозвище за крепкое телосложение или за то, что «грудью» защищал границу.