Фамилия Колонтаева образована от прозвища или нецерковного имени Колонтай. Основа фамилии — слово «колонтай», которое в древнерусском языке имело значение «буян», «задира», «драчун», «непоседа». В некоторых говорах так называли беспокойного, суетливого человека или того, кто постоянно ищет ссоры. Таким образом, первый носитель прозвища получил его за неуживчивый нрав или подвижный характер.

Фамилия относится к распространённому типу на -ев, который присоединялся к основам на мягкий согласный или -й. В данном случае суффикс -ев указывает на принадлежность: «сын Колонтая». По словообразовательной модели фамилия стоит в одном ряду с такими, как Хрусталёв (от хрусталь) или Кобзарёв (от кобзарь), хотя в основе здесь не профессия, а личная характеристика.

Географически фамилия Колонтаевых чаще всего встречается в центральных и южных регионах России, а также на Украине. Это неудивительно: слово «колонтай» активно бытовало в южнорусских и украинских говорах. В письменных источниках XVII века встречаются упоминания людей с прозвищем Колонтай среди казаков и служилых людей — например, в реестрах запорожского войска.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с тюркским словом «колонтай» (в значении «рукав» или «вид одежды»). Однако она не находит убедительного подтверждения в исторических документах. Основная масса носителей фамилии — русские, и прозвищное происхождение от характера человека выглядит более правдоподобным.

В дворянских родословных книгах фамилия не зафиксирована, что говорит о её происхождении из крестьянской или казачьей среды. Носители фамилии были людьми простого звания, но с яркой, запоминающейся чертой — отсюда и прозвище, закрепившееся в роду.