По одной из них, в основе фамилии лежит мужское имя Мамай, которое встречается и в некоторых современных тюркских языках. Оно представляет собой древнетюркский вариант имени Мухаммет (в переводе с арабского – «прославляемый»). Во времена Казанского ханства имя Мамай имело широкое распространение. Согласно другой гипотезе, фамилия Мамай восходит к прозвищу Мамай – так называли грубияна, драчуна. Однако такая точка зрения представляется менее убедительной.