Фамилия Гульдаев — редкий случай, когда основа, скорее всего, восходит не к русскому, а к тюркскому корню. Если отбросить фамильный суффикс -ев (указывающий на принадлежность: «чей?»), остаётся основа Гульдай. В ней слышится тюркское слово «гюль» (цветок, роза), которое часто входило в состав личных имён (Гюльнара, Гюльсум). Вторая часть — «дай» — может быть вариантом тюркского «дайы» (дядя по матери) или глагольной основой со значением «говорить, называть». Таким образом, имя Гульдай могло означать «цветок-дядя» (ласковое прозвище) или «названный цветком».

Модель образования типична для русского ономастикона: к тюркскому имени Гульдай добавили русский патронимический суффикс, получив «сын Гульдая». Скорее всего, предок носителя фамилии был крещёным татарином, башкиром или представителем другого тюркского народа, перешедшим в православие. Фамилия могла закрепиться в среде служилых татар или крестьян Поволжья, где смешение тюркских и русских антропонимических моделей было обычным делом.

Стоит отметить, что в русском языке есть фамилии с похожим звучанием, но другим корнем — например, Гулый или Гулько (от «гулять»). Однако Гульдаев явно выбивается из этого ряда: суффикс -дай нехарактерен для славянских прозвищ, а вот в тюркских именах он встречается (ср. Алдай, Кулдай). Поэтому версия о тюркском происхождении здесь основная, и альтернативные гипотезы (от слова «гульда» — якобы «бездельник») выглядят натяжкой, так как такого слова в русских говорах не зафиксировано.

Географически фамилия встречается рассеянно, но чаще в Оренбургской области, Башкортостане и Татарстане — именно в тех регионах, где исторически жили тюркские народы, переходившие в православие и получавшие русские фамилии по имени отца. Сословная принадлежность предков могла быть разной: от ясачных крестьян до казаков. Никаких громких исторических фигур с этой фамилией не известно, что только подтверждает её народный, «низовой» характер.