Фамилия Луняев — редкий случай, когда прозвище могло возникнуть не от внешности или характера человека, а от времени его появления на свет. В основе фамилии лежит древнерусское некалендарное имя Луняй, которое, скорее всего, давали ребенку, родившемуся в пору линьки птиц. В русских говорах «лунь» — это не только хищная птица семейства ястребиных, но и сам процесс линьки у домашних животных и птиц (сравните: «конь луняет» — то есть линяет). Таким образом, Луняем нарекли младенца, появившегося на свет в период, когда скот и птица сбрасывают старую шерсть или перо. Такие «сезонные» имена были распространены в крестьянской среде и не несли негативного оттенка — просто фиксировали обстоятельства рождения.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ев присоединился к основе Луняй, закрепив отчество: «чей сын?» — Луняев. Фонетически здесь нет ничего необычного: древняя форма имени Луняй дала фамилию Луняев, а не Луняев, как могло бы быть при более позднем заимствовании. Интересно, что в некоторых диалектах слово «лунь» означало также «бледный, белесый человек» — по цвету оперения взрослого луня (самец этой птицы пепельно-серый). Однако версия с линькой выглядит правдоподобнее: прозвища по цвету волос или кожи обычно более прямолинейны (Беляй, Черныш), а Луняй — имя, привязанное к календарному циклу.

Фамилия Луняев встречается преимущественно в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской, Архангельской и Костромской губерниях — именно там, где крестьянский быт был тесно связан с домашним скотом и птицей, а сезонные работы четко делили год. В дореволюционных переписях эта фамилия фиксировалась в среде государственных крестьян и однодворцев, что указывает на ее «недворянское» происхождение: в родословные книги она не попала.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Лунин, Лунев, Лунякин — показывает, что все они восходят к разным производным от слова «лунь», но Луняев стоит особняком: в отличие от Лунева (прямое прозвище по птице) или Лунина (от уменьшительного Луня), Луняев сохранил архаичную форму имени с суффиксом -яй, которая в современном русском языке почти исчезла. Так что носитель фамилии Луняев может с полным основанием считать своего предка человеком, чье имя напрямую связано с природным циклом и крестьянским календарем.