Фамилия Худалаев образована от тюркского имени или прозвища Худалай. В основе лежит слово «худай» (в разных тюркских языках — «бог», «господь», «всевышний»). Аффикс -лай в данном случае — уменьшительно-ласкательный или почтительный формант, характерный для тюркских антропонимов. Таким образом, имя Худалай можно перевести как «боженька», «божественный», «посвящённый богу». Это типичное имя-оберег: родители давали его ребёнку, чтобы высшие силы защищали его от бед.

Фамилия оформилась по русской модели: к основе Худалай добавили патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). В буквальном смысле Худалаев — «сын Худалая». Такая схема образования фамилий была распространена в среде крещёных тюркских народов Поволжья и Урала — татар, башкир, чувашей. В русских документах XVI–XIX веков тюркские имена нередко русифицировали именно через суффиксы -ов/-ев.

Менее вероятная, но допустимая версия связывает фамилию с диалектным русским словом «худала» (от «худой» — тощий, слабый, неимущий). В этом случае прозвище Худала мог получить бедный или болезненный человек. Однако тюркский корень выглядит убедительнее: во-первых, суффикс -лай не характерен для русских прозвищ, во-вторых, фамилия Худалаев встречается преимущественно в регионах с тюркским населением (Татарстан, Башкортостан, Оренбуржье).

Фамилия редкая, в общероссийских списках распространённости не входит даже в первую тысячу. Варианты написания — Худалаев, Худалайев — встречаются, но первый закрепился как нормативный. Сословно носители фамилии в XIX веке чаще всего были государственными крестьянами или мещанами, реже — купцами. Известных общественных деятелей с этой фамилией нет, что неудивительно: фамилия осталась локальной, не попав в столичные элиты.