Фамилия Лучаева образована от мужского имени или прозвища Лучай. В основе лежит древнерусское некалендарное имя Лучай, которое восходит к глаголу «лучить» — «метить, целить, попадать». В старину так могли назвать меткого стрелка или удачливого охотника. В говорах слово «лучай» также имело значение «удобный случай, удача», поэтому прозвище могло закрепиться за человеком, которому везло в делах.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Лучаев буквально означает «сын Лучая». Это типичная модель русских фамилий, образованных от полных форм мужских имён и прозвищ. Важно, что основа заканчивается на -ай, поэтому в фамилии появляется -ев, а не -ов.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с церковным именем Лука через его народные формы Лучай или Лучан. В этом случае фамилия означала бы «сын Луки». Однако первое объяснение — от прозвища, связанного с меткостью или удачей — выглядит более естественным для русской ономастики, так как имя Лучай фиксируется в исторических документах.

Фамилия встречается преимущественно в центральных и северных областях России, особенно в бывших Владимирской, Костромской и Вологодской губерниях. Там прозвища, отражающие личные качества или занятия, были особенно распространены. Встречаются и однокоренные фамилии — Лучаевский, Лучанинов, но они образованы от других основ.

Таким образом, предки современных Лучаевых с большой вероятностью были либо меткими стрелками, либо людьми, которых считали удачливыми — и это прозвище закрепилось за их родом.