Фамилия Ляйман звучит для русского уха как нечто инородное, и это ощущение не обманывает. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, образованных с помощью суффиксов -ов, -ев или -ин, Ляйман — это чистая основа, без патронимического оформления. Такая модель указывает на позднее, часто искусственное закрепление фамилии или на её нерусское происхождение, которое не стали адаптировать под местные грамматические нормы.

Скорее всего, перед нами фамилия немецкого или еврейского (ашкеназского) происхождения. В немецком языке слово «Lehmann» (Леманн) означает «вассал», «арендатор», «крестьянин, держащий землю» — от «Lehen» (лен, феодальное владение). Фонетически «Ляйман» могла возникнуть как вариант произношения «Леман» в некоторых диалектах или при передаче через польское или украинское посредничество, где дифтонг «ei» передаётся как «яй». Вторая версия — это топонимическая фамилия, образованная от названия населённого пункта. В Германии есть несколько мест с названием Leimen, а в Прибалтике — мыза Лайман (Laymann). В таком случае фамилия указывала на выходца оттуда.

В Российской империи фамилия Ляйман была распространена в среде немецких колонистов Поволжья и Причерноморья, а также среди еврейского населения западных губерний. В метрических книгах лютеранских приходов Санкт-Петербурга и Москвы фамилия Lehmann встречается с XVIII века. Изменение «е» на «я» (Ляйман вместо Леман) — типичный пример того, как при записи на слух чиновники русифицировали иноязычную фамилию, подгоняя её под привычное звучание.

Интересно, что в русском языке фамилия Ляйман иногда путается с фамилией Лайман, которая может иметь тюркские корни (от «лайман» — лиман, залив). Однако для Ляйман немецкая этимология остаётся основной. Носители этой фамилии — потомки либо немецких земледельцев и ремесленников, приехавших по манифестам Екатерины II, либо выходцев из еврейских местечек, где фамилию давали по роду занятий или месту жительства. Суффикса нет, но есть характерный «след» — отсутствие русского окончания, которое и выдаёт её западное происхождение.