Фамилия Камакаев — редкий случай, когда основа не лежит на поверхности и не поддаётся однозначной славянской этимологии. Типичный для Поволжья и Приуралья суффикс -ев указывает на русскую модель образования от прозвища или имени, но корень «Камак» скорее всего тюркский или финно-угорский.

Самая вероятная версия связывает фамилию с тюркским словом «камак» или «камаклык» — так в некоторых диалектах называли хмель, а также болотистые, поросшие хмелем места. Прозвище Камак мог получить человек, живший у хмельника, занимавшийся сбором хмеля или даже варивший пиво. В татарской и башкирской среде слово «камак» известно в значении «затор», «преграда на реке» — рыболовная запруда или естественная плотина. Тогда прозвище могло относиться к рыбаку, жившему у такого затора, или к человеку упрямого, «запорного» нрава.

Менее распространённая, но не менее интересная гипотеза — связь с этнонимом. В русских летописях встречается название племени «камаки» — так иногда называли часть камских булгар или удмуртов, живших по реке Каме. В этом случае фамилия Камакаев могла означать «выходец от камаков», то есть человек из определённой этнической группы или местности. Со временем, при переходе в русскую среду, окончание трансформировалось в привычную патронимическую форму -ев.

Географически фамилия тяготеет к Татарстану, Башкортостану и Оренбургской области, что подтверждает её прикамско-уральское происхождение. В дореволюционных метрических книгах Камакаевы чаще всего записаны как государственные крестьяне или мещане, то есть свободное податное сословие, а не дворяне. Это указывает на непривилегированное, но и не крепостное происхождение — предки были либо вольными землепашцами, либо посадскими людьми.

В написании фамилии возможны варианты: Камакаев, Камакеев, Камакай — последняя форма встречается у башкир как самостоятельная фамилия. Двойное «а» в корне не является опечаткой, а отражает реальное произношение с долгим гласным в тюркских языках. При русификации фамилия сохранила этот звуковой облик, что делает её хорошим маркером смешанных русско-тюркских родословных в Волго-Уральском регионе.