Фамилия Ломаев образована от прозвища Ломай по стандартной русской модели с суффиксом -ев, который присоединялся к основам на мягкий согласный или йот. В основе лежит прозвище, а не имя, и здесь есть несколько возможных толкований — от внешности до характера предка.

Самая прямая версия связывает прозвище Ломай со словом «ломаный». В этом случае прозвище мог получить человек с физическим недостатком: например, охотник, которого на охоте «поломал» медведь, или просто хромой, кривой, с переломанными когда-то костями. Такие «говорящие» прозвища по увечьям были обычны в русских деревнях — их давали без злого умысла, просто как отличительную черту.

Вторая версия отталкивается от слова «ломака», которое в русских говорах многозначно. В одних регионах ломакой называли человека важного, ломающегося, который заставляет себя упрашивать. В других — упрямца, грубияна или капризного человека. В смоленских говорах, например, ломака — это недотрога, обидчивый человек. А кое-где так говорили о плохом, нерадивом работнике. Таким образом, прозвище Ломай могло указывать не на внешность, а на характер — на неуживчивость, манерность или упрямство.

Интересно, что суффикс -ай в русских прозвищах (ср. Бодай, Ковыряй, Ломай) часто передавал активное действие или склонность к нему: Ломай — тот, кто ломает, разрушает. Это добавляет ещё один оттенок: возможно, предок был буйным, драчливым человеком или, наоборот, имел привычку всё ломать по неловкости.

Фамилия Ломаев встречается в основном в центральных и южных регионах России, но не относится к числу широко распространённых. По сословной принадлежности носители могли быть как крестьянами, так и однодворцами — единого аристократического корня у фамилии нет.

Сравните с однокоренными фамилиями: Ломакин (от ломака), Ломов (от лом — рычаг или заросли кустарника), Ломанов. Ломаев стоит ближе к глагольной основе, что подчёркивает его прозвищное происхождение.