Фамилия Исмакаев образована от мужского тюркского имени Исмакай. В основе лежит имя Исмак, которое переводят с персидского как «щедрый». Такие имена давали, желая мальчику щедрости души и благополучия. В тюркской среде к основе Исмак добавили ласкательный аффикс -ай, характерный для имён (сравните: Ахмад — Ахмадай, Бахты — Бахтыбай). Так появилось имя Исмакай, от которого и пошла фамилия.

Фамилия Исмакаев — классическая патронимическая модель, типичная для русского языка. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Исмакаев буквально значит «сын Исмакая». Такие фамилии массово закреплялись в XIX веке, когда у народов Поволжья, Урала и Приуралья (башкир, татар, мишарей) начали фиксировать родовые прозвания по отцу.

Географически фамилия чаще всего встречается в Башкортостане, Татарстане и Оренбургской области. Носители — потомки тех, кого в документах записывали как Исмакай: вероятно, предки были крестьянами или казаками, но точных сведений о сословной принадлежности нет. Встречается и вариант написания Исмакаев — с буквой «е» в суффиксе после твердого согласного, что соответствует русской орфографической норме.

Споров о происхождении фамилии почти нет: связь с тюркским именем очевидна. Редкая альтернативная версия — от арабского исм («имя») с добавлением -ак — менее убедительна, так как не объясняет суффикса -ай, который в тюркских языках устойчиво образует уменьшительные имена.