Фамилия Казантаев — хороший пример того, как тюркское имя, географическое название и русский суффикс образовали устойчивую фамилию. В основе лежит мужское имя Казантай, которое состоит из двух частей: «казан» (в тюркских языках — «котёл», а также название города Казань) и «тай» (тюркский титул или компонент имени, означающий «жеребёнок», «сильный», «богатый»). Имя Казантай могло означать «крепкий, как котёл», «принадлежащий Казани» или быть пожеланием богатства (котёл — символ достатка). Русский суффикс -ев присоединился по обычной модели: от имени Казантай образовалось притяжательное прилагательное «Казантаев» — «сын Казантая».

В тюркской ономастике имя Казантай встречается у татар, башкир и казахов. Это нередко указывает на то, что предок носителя фамилии был либо выходцем из Поволжья (регион Казани), либо получил прозвище по роду занятий — например, был мастером по изготовлению котлов или торговцем посудой. Вторая версия, менее вероятная, но допустимая: фамилия могла возникнуть от прозвища Казан — «котёл», а затем оформиться с уменьшительно-ласкательным суффиксом -тай, как в именах типа Алтай, Каратай. Однако в русской фамильной системе суффикс -тай чаще встречается как часть имени, а не прозвища.

Фамилия Казантаев редкая, её географическое распространение сосредоточено в Татарстане, Башкортостане и Оренбургской области. По данным переписей, носители этой фамилии в основном — русские по паспорту, но с явными тюркскими корнями, что говорит о длительной ассимиляции. В дореволюционных записях фамилия могла писаться через «и» — Казантаиев, но современный вариант закрепился после унификации написаний в советских паспортах.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Казанцев, Казанов, Казанкин — показывает, что Казантаев стоит особняком: суффикс -таев встречается реже, чем -ов или -ин, и почти всегда указывает на личное имя, а не на топоним. Поэтому самая правдоподобная версия — фамилия произошла от мусульманского имени Казантай, которое давали мальчикам в надежде на силу и благополучие.