Фамилия Куланаев образована по самой распространённой в русском языке модели — с суффиксом -ев от прозвища или имени Куланай. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или на -й: Куланай → Куланаев («чей?» — сын Куланая). Это типичная русская патронимическая фамилия, но её корень, скорее всего, не русский.

Слово «кулан» — тюркское название дикого осла, животного, хорошо известного в степях Средней Азии и Казахстана. В тюркских языках (казахском, киргизском, башкирском) «кулан» — это и зооним, и личное имя. Имя Кулан или Куланай могло даваться ребёнку с пожеланием быть быстрым, выносливым или свободным, как степной осёл. В русские фамилии такие основы попадали через посредничество тюркских народов, живших по соседству или в составе Российского государства.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с диалектным русским словом «кулан» — так в некоторых говорах называли ленивого, неповоротливого человека. Однако тюркское происхождение выглядит убедительнее: во-первых, фамилии на -аев (с конечным -ай) очень характерны для татарской и башкирской ономастики (ср. Алтынбаев, Туктаев, Сафаев). Во-вторых, в списках носителей фамилии Куланаев прослеживается связь с Поволжьем и Уралом — регионами, где веками жили тюркские народы.

Таким образом, предок носителя фамилии Куланаев, скорее всего, носил тюркское имя Куланай. Его потомок, перейдя в русскую языковую среду или получив фамилию при крещении, оформил её по русскому образцу. Фамилия не относится к числу дворянских или старомосковских — она бытовала в среде крестьян, казаков или мещан тюркского происхождения, обрусевших в XVIII–XIX веках.