Фамилия Имендаев — редкий пример, где основа явно не славянская, а тюркская или, уже, монгольская. В русском языке она оформлена по стандартной патронимической модели: суффикс -ев указывает на происхождение от отца, то есть «сын Имендая». Исходное имя Имендай почти наверняка восходит к тюркскому имени Именде (варианты — Именди, Имендей), которое образовано от корня со значением «расти», «увеличиваться», «наполняться». В переносном смысле такое имя могли давать ребёнку, желая ему здоровья и процветания, или же это было прозвище удачливого, «полного сил» человека.

География фамилии подсказывает, что её носители — потомки служилых татар, башкир или казахов, которые переходили на русскую службу и получали земельные наделы. Встречается Имендаев преимущественно в Оренбургской области, Башкортостане и в северных районах Казахстана, что совпадает с зоной расселения тюркских народов и казачества. В документах XIX века фамилия могла фиксироваться в вариантах Имендяев, Имендеев, что связано с особенностями записи тюркских имён в русских метрических книгах.

С точки зрения словообразования интересен суффикс -ай в основе Имендай. В тюркских языках это частый аффикс, образующий личные имена от глагольных корней (ср. Кудай, Толай). Поскольку фамилия не прошла через длительную русификацию — в ней нет вторичных суффиксов вроде -ов-ский или -ин-ский, — можно предположить, что предок получил её не в качестве прозвища, а как прямую запись отчества при переходе в православие или при зачислении в казачье сословие.

Сословно Имендаевы, скорее всего, принадлежали к казакам или государственным крестьянам. Дворянских корней у фамилии нет, в родословных книгах она не значится. В XX веке фамилия сохранилась почти без изменений, лишь изредка встречается искажение Имендяев из-за акающего произношения.