Фамилия Китаева образована от мужского личного имени Китай. Вопреки ожиданиям, это имя не связано напрямую с Китайским государством, по крайней мере, не на бытовом уровне Древней Руси. Имя Китай было тюркским и весьма популярным среди русских в средние века, когда о самом Китае на Руси еще толком не знали. Самый яркий пример — владимиро-суздальский князь Андрей Боголюбский, сын Юрия Долгорукого: помимо крестильного имени Андрей, он носил мирское имя Китай. Связь с государством всё же есть, но опосредованная: Китай назван по династии, основанной монгольским племенем китай, а название этого племени со временем стало личным именем у тюркских народов, откуда и попало на Русь.

Есть и вторая, менее правдоподобная версия: фамилия могла произойти от названия части Москвы — Китай-город. Стены Китай-города изначально были плетнём из связанных ветвей, которые называли словом «кита». В этом случае прозвище Китай давали человеку, жившему в этом районе. Однако большинство исторических записей говорит в пользу первой версии.

Ономаст С. Б. Веселовский в своих трудах приводит несколько ранних упоминаний: Василий Иванович Китай Новосильцев (1475 год), Китай Иванович Епишев (1540 год, Тверь), Иван Богданович Китаев (1556 год, Кашира), Китай Борынов (Коломна). Эти записи показывают, что имя Китай было распространено в разных слоях общества, от бояр до служилых людей.

Фамилия Китаева — женская форма от Китаев, а та, в свою очередь, образована по простой и распространенной модели: к основе имени Китай добавили типичный русский фамильный суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). Получается, что Китаева — это буквально «дочь (или жена) Китая».