Фамилия Калмаева образована от мужского имени Калмай, которое в свою очередь представляет собой тюркскую форму арабского имени Калем (или Калим) — «говорящий», «оратор», либо восходит к тюркскому «калма» — «останься», «не уходи». Вторая версия выглядит правдоподобнее: в прошлом такие имена-пожелания давали детям, чтобы уберечь их от ранней смерти или закрепить в семье, особенно если предыдущие дети умирали. Имя Калмай буквально означало «пусть останется (живым)».

Суффикс -ев указывает на типичную русскую патронимическую модель: Калмаев — сын Калмая. Женская форма Калмаева — это вариант по мужу или по отцу, но в современном русском языке фамилия закрепилась именно в таком виде.

Регионально фамилия встречается в Поволжье и на Урале, особенно среди татар, башкир и чувашей, что подтверждает тюркское происхождение основы. В дореволюционных записях можно встретить написание через «о» — Колмаев, но это скорее диалектный или канцелярский вариант. Фамилия не была дворянской: её носили в основном крестьяне и мещане, а после крещения многих нерусских народов она закрепилась в русской форме.

Интересно, что в некоторых говорах слово «калма» имело и другое значение — «остаток», «излишек», что могло стать прозвищем для человека, который оставался в стороне от дел или был последним ребёнком. Однако основная версия — охранительное имя, желавшее ребёнку долгой жизни.