Фамилия Лукьяев — редкий случай, когда имя-основа очевидна, а путь, которым она превратилась в фамилию, заставляет задуматься. В основе лежит крестильное имя Лукиан (в просторечии Лукьян), которое носили многие выходцы из духовенства и крестьяне. Но если бы фамилия образовалась по самой частой модели «имя + -ов», мы бы имели Лукьянов. Вместо этого — суффикс -ев, который обычно крепится к основам на мягкий согласный или -й. Здесь же основа Лукья- (от Лукьян) твёрдая, и стандартный суффикс для неё — -ов. Появление -ев — либо диалектная черта (в некоторых говорах путали твёрдые и мягкие суффиксы), либо след усечения: если от имени Лукьян сначала образовали прозвищную форму Лукьяй (по аналогии с Тимоха — Тимошай, Михай), а уже от неё — Лукьяев. В этом случае фамилия буквально значит «сын Лукьяя».

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным регионам России — Вологодской, Костромской, Архангельской областям. Именно в этих местах в XVI–XVII веках активно работала модель «отсечение конца имени + суффикс -ай/-ей» для создания обиходных прозвищ. Предок носителя фамилии мог быть Лукьяном, но в быту его звали Лукьяй, и это прозвище закрепилось за детьми.

В отличие от многочисленных Лукьяновых, которые встречаются повсеместно и часто среди дворянства и купечества, Лукьяевы — фамилия преимущественно крестьянская и мещанская. В переписных книгах XVII века она почти не фиксируется, что говорит о её более позднем становлении — скорее всего, уже в конце XVIII — начале XIX века, когда фамилии массово давали государственным крестьянам. Встречается также вариант Лукьяевский, но это уже отдельная, польско-украинская по происхождению ветвь.

Спорных версий здесь немного. Иногда фамилию пытаются возвести к тюркскому корню, но это натяжка: основа Лукья- настолько прозрачна в русской ономастике, что искать иное объяснение нет резона. Итог прост и конкретен: Лукьяев — «сын Лукьяна», но с нестандартной грамматической обработкой, которая и делает фамилию редкой.