Фамилия Ишмаев образована от диалектного варианта мужского тюркского имени Ишмухаммет — Ишмай. Слово «иш» в тюркских языках означает «друг», «товарищ», «ровня», а вторая часть — имя пророка Мухаммеда. Таким образом, полное имя Ишмухаммет переводится как «ровня пророку» или «друг пророка», а сокращённая форма Ишмай, лёгшая в основу фамилии, сохранила этот же смысл.

Модель образования проста: к основе Ишмай добавили русский патронимический суффикс -ев, который указывает на принадлежность («чей?» — «сын Ишмая»). Такой способ формирования фамилий типичен для народов Поволжья и Приуралья, где тюркские имена адаптировались к русской грамматике. Судя по форме, фамилия закрепилась в среде татар, башкир или других тюркоязычных групп, которые после присоединения региона к Российскому государству начали получать фамилии по отцу.

В ономастических трудах, например у Б. Унбегауна, подобные фамилии на -ев от тюркских имён описываются как массовое явление XVI–XIX веков. Специфика именно Ишмаева в том, что исходное имя Ишмай — не книжное, а бытовое сокращение, что говорит о народном, а не аристократическом происхождении. Предки носителя фамилии скорее всего были крестьянами, ремесленниками или служилыми людьми из нерусских окраин, где имя Ишмухаммет было распространено.

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях — то есть там, где исторически жили тюркские народы. Встречаются и варианты написания, например Ишмаев с ударением на второй слог, но это не меняет корневого значения.