Фамилия Кочулаев ведет начало от прозвища, которое могло звучать как Кочулай или Кочула. Основа здесь — тюркский корень «коч», означающий «кочевье», «переселение», «перемена места». В тюркских языках «коч» — это и сам процесс перекочевки, и становище кочевников. К этому корню присоединен суффикс -ул- (-уль-), который в тюркской ономастике часто образует имена и прозвища со значением деятеля или носителя признака. Таким образом, Кочулай — это «тот, кто кочует», «кочевник», либо «человек, связанный с переездами, переменой жилья».

Модель образования фамилии Кочулаев — типичная для русских фамилий на -ев, которые произошли от прозвищ или имен, заканчивающихся на -ай, -ей, -уй. Суффикс -ев присоединился к основе Кочулай, давая значение «сын Кочулая» или «принадлежащий Кочулаю». В русской среде такие фамилии часто закреплялись за выходцами из тюркоязычных народов, особенно из татар, башкир, ногайцев или казахов, которые переходили на службу к русским князьям или переселялись в русские земли. Фамилия могла появиться в XVI–XVII веках, когда активно шло освоение южных и восточных окраин государства.

Географически Кочулаевы чаще всего встречаются в Оренбургской, Челябинской областях и в Башкортостане — регионах, где исторически смешивались тюркское и славянское население. В этих местах фамилия могла закрепиться за казаками или крестьянами, которые вели подвижный образ жизни, занимались извозом, торговлей или скотоводством. Не исключено, что в основе прозвища лежала не только кочевая тема, но и конкретный человек по имени Кочулай — такое имя зафиксировано у ногайцев и башкир.

В отличие от фамилий на -ин, где основа часто кончается на -а/-я, форма Кочулаев показывает, что исходное прозвище было мужским, с окончанием на согласный или -й. Сравните с однокоренными фамилиями Кочуров, Кочегаров, Кочкин — у них общая идея движения или кочевья, но разные суффиксы и история бытования. Кочулаев стоит несколько особняком: это не столько указание на конкретное занятие, сколько прозвище по образу жизни или этнической принадлежности.

Современные носители фамилии могут не подозревать о ее древнем кочевом подтексте, но этимология ясно указывает на предка, который, вероятно, был не оседлым земледельцем, а человеком, привыкшим к перемене мест.