Фамилия Калей — пример того, как украинское слово, пройдя через адаптацию, превратилось в русскую фамилию. По сути, это русифицированный вариант украинской фамилии Калий. Если разобрать её по составу, то в исходной форме «Калий» окончание -ий — типичное прилагательное в украинском языке, а основа восходит к прозвищу Каль.

Само прозвище Каль происходит от украинского слова «кал». В старом значении это не то, что мы подразумеваем сегодня, а «грязь», «тина», «слякоть» или «лужа». Исходя из этого, можно предположить, что прозвище дали человеку по роду занятий. Скорее всего, его работа была связана с грязью или уборкой территорий — например, он мог быть землекопом, чистильщиком выгребных ям или просто работать в болотистой местности. Вторая версия — топонимическая: прозвище могло закрепиться за тем, кто жил возле илистого пруда или заболоченного водоёма, который в народе называли «калом».

Интересна и сама модель перехода: украинская фамилия Калий (прилагательное, отвечающее на вопрос «чей?» — Калиев) при переносе в русскую среду потеряла окончание -ий и приобрела типичный русский суффикс -ей. Так Калий превратился в Калей. Подобная адаптация встречается у многих фамилий, пришедших с Украины: например, Ткач — Ткачей, Коваль — Ковалей. Первоначально прозвище Каль полностью вытеснило прежнее имя человека, и в документах он значился уже как Каль, а его потомки стали Калиями или Калеями.

Фамилия довольно редкая. Географически её стоит искать в регионах, граничащих с Украиной: в Белгородской, Курской, Воронежской областях, а также на юге России. Встречается она и в форме Калейко — с уменьшительным украинским суффиксом.