Фамилия Колматаев — один из тех случаев, когда за привычным русским окончанием скрывается нерусская, скорее всего, тюркская основа. Суффикс «-ев» указывает на модель образования от прозвища или имени, оканчивающегося на согласный или мягкий знак. В данном случае это имя Колматай.

Самый вероятный источник — тюркское (татарское, башкирское или казахское) имя Колматай или Калматай. Оно составное: «кал» (оставайся) + «матай» (не тронь, не трогай). Буквально — «не тронь, пусть останется». Такие имена-обереги давали младенцам, чтобы уберечь их от болезней и злых духов: считалось, что если имя звучит как просьба не забирать ребёнка, злые силы пройдут мимо. У татар и башкир встречается вариант Калматай, у казахов — Калматай. В русскую среду имя попало через контакты с тюркскими народами, и при оформлении фамилии по русскому образцу к основе «Колматай» добавился патронимический суффикс «-ев».

Реже фамилию связывают с диалектным словом «колмата» или «колматый». В некоторых говорах так могли назвать неопрятного, лохматого человека (от «колмак» — клок шерсти, космы). Однако эта версия слабее: во-первых, в русских говорах фиксируется скорее «колматый» как прилагательное, а не прозвище; во-вторых, фамилии на «-аев» (от основ на -ай) гораздо чаще имеют именное, а не нарицательное происхождение.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Приуралью — регионам, где веками шло смешение русского и тюркского населения. Встречается она и у русских, и у крещёных татар (кряшенов), что подтверждает версию о тюркском имени в основе.

Таким образом, предок носителя фамилии Колматаев, скорее всего, был человеком, получившим при рождении охранительное имя Колматай, а сама фамилия — прямое свидетельство этнокультурного контакта на границе русского и тюркского миров.