Фамилия Кантулаева — редкая и, скорее всего, имеет географически ограниченное происхождение. Её основа и суффикс указывают на тюркские корни, что типично для фамилий народов Северного Кавказа, Поволжья или Закавказья, где русская фамильная модель соединилась с местным именем или прозвищем.

Ключ к разгадке — в основе «Кантулай». Это сложное имя, которое можно разобрать на две части: «кан» (кровь, а в переносном смысле — род, происхождение) и «тулай» (полный, цельный, или от тюркского «тул» — вдова, но в контексте личных имён чаще встречается значение «полнота», «совершенство»). Встречается у кумыков, ногайцев, балкарцев и других народов имя Кантулай или Кантолай. В некоторых диалектах «кантулай» могло означать «полный сил», «крепкий родом» или быть прозвищем человека, родившегося после смерти отца (от «тул» — вдова + «кан» — кровь). Вторая версия правдоподобнее, если учитывать обычаи давать охранительные имена в тюркской среде.

Фамилию образовали по русской модели: к основе «Кантулай» добавили суффикс -ев (фонетически закономерный после «й»). Окончание -а указывает на женскую форму, хотя в быту и документах мужской вариант — Кантулаев. Такие фамилии на -аев/-оев массово появлялись у народов, вошедших в состав Российской империи, в XIX — начале XX века, когда при переписях и паспортизации тюркские имена русифицировали.

Сословная принадлежность предков Кантулаевых могла быть любой: от узденей (свободных горцев) до крестьян. В отличие от фамилий на -ский или -ич, эта модель не указывает на дворянство. Если искать однокоренные фамилии, то ближе всего — Кантулов, Кантуев, Кантемиров (хотя последнее связано с другим корнем — «кантемир»). Встречаемость фамилии крайне низкая, что подтверждает её локальный характер: скорее всего, все носители — выходцы из одного аула или села, например, в Дагестане или Ставропольском крае.