Фамилия Купаева образована от прозвища или мирского имени Купай. В первом случае прозвище связывают с глаголом «купаться» — так могли назвать человека, который любил плавать, подолгу находиться в воде или часто посещал баню. Во втором случае в основе лежит имя Купай, которое давали ребёнку, родившемуся в день народного праздника Купалы (ночь на 24 июня). Этот праздник, известный обрядами с огнём, водой и поверьями о цветущем папоротнике, был важной датой в славянском календаре. Имя Купай — из числа редких некалендарных имён, которые постепенно вышли из употребления, но сохранились в фамилиях.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Купаев — сын Купая. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -й. Фамилия Купаева встречается преимущественно в центральных и южных регионах России, что согласуется с диалектным бытованием слова «купать» и народной традицией празднования Купалы. В некоторых говорах «купай» могло означать не только любителя купаться, но и человека, который устраивал или водил хороводы вокруг купальского костра — обрядового действия, называвшегося «купать».

Сравнение с однокоренными фамилиями (Купалов, Купальцев, Купаев) показывает, что все они восходят к одному корню, но различаются суффиксами и историей бытования. Купаева — одна из немногочисленных фамилий этой группы, сохранившая архаичную основу без наращения -л-, что делает её особенно интересной для этимолога.