Фамилия Мамаев (и её вариант Маммаев) происходит от имени Мамай, которое в тюркской среде было диалектной формой имени Мухаммед. Имя Мухаммед переводится с арабского как «прославляемый» — это один из эпитетов пророка, основателя ислама. В древнетюркском произношении имя адаптировалось, утратив гортанный звук, и закрепилось в формах Мамай, Маммай.

В фамилии Маммаев двойное «м» — не случайная описка, а возможный след транслитерации или региональной записи. В русском языке такие удвоения иногда возникали при передаче тюркских имён через метрические книги, особенно в Поволжье и Приуралье. Обычное написание — Мамаев, но вариант с двумя «м» встречается у татар, башкир и кумыков, где имя Маммай бытовало как самостоятельное.

Имя Мамай не стоит путать только с ханом Мамаем из XIV века. В народной среде оно было распространено задолго до него и позже — во времена Казанского ханства и после его падения. У татар, например, имя Мамай фиксируется в переписях XVII–XVIII веков среди служилых и ясачных людей. Фамилия Маммаев, таким образом, образована по стандартной русской модели: к основе Маммай прибавили патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого или йотированного окончания). Буквально она значит «сын Маммая» или «потомок Маммая».

Поскольку имя Мамай носили люди разного сословия — от крестьян до мурз, — однозначно определить социальное происхождение всех носителей фамилии нельзя. Но в целом это типичная для татарской и башкирской ономастики фамилия, корнями уходящая в доисламскую и раннеисламскую эпоху тюркского мира.