Фамилия Колоярская звучит необычно, и её разбор стоит начать не с корня, а с модели образования. Суффикс -ск- указывает на то, что фамилия имеет географическое происхождение: так называли человека по месту, откуда он родом. В русской традиции фамилии на -ский/-ской долгое время были принадлежностью дворянства или духовенства, но в XIX веке их активно давали в семинариях, а позже они распространились и среди крестьян. Женская форма Колоярская — это вариант от мужской Колоярский, который, скорее всего, и был исходным.

Основа фамилии — «Колояр». Это сложное слово, состоящее из двух частей: «коло» (круг, колесо) и «яр» (овраг, крутой берег, обрыв). В древнерусском языке «яр» означал глубокий овраг или обрывистый берег реки. Соответственно, «Колояр» — это либо название населённого пункта (деревни, хутора, урочища), либо прозвище, данное человеку, жившему у «круглого яра» — то есть у оврага или обрыва, имеющего округлую форму. Встречаются и другие варианты: «коло» могло означать «вокруг» или «около», тогда топоним читается как «около яра».

Наиболее правдоподобная версия — фамилия происходит от названия села или хутора Колояр. Такие топонимы встречаются в Поволжье и на юге России, например, в бывшей Саратовской губернии. Село Колояр (или Колоярка) могло получить имя по речке или оврагу с округлыми берегами. Первым носителем фамилии стал человек, переехавший оттуда: «Иван из Колояра» — Иван Колоярский.

Версия о связи с языческим богом Колядой или с праздником «коло» (хоровод) слабее: фамилии от имён славянских божеств в русской ономастике единичны и почти всегда искусственны (например, в семинарской среде). Колоярская же выглядит как обычная географическая фамилия, без намёка на мифологию.

Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами, выходцами из одного конкретного села. Дворянских родов с такой фамилией в родословных книгах не зафиксировано. Встречаемость фамилии редкая, что подтверждает её локальное происхождение: она осталась в тех местах, откуда пошли переселенцы, и не разошлась широко по стране.