Фамилия Мантаева — женская форма, а её мужской вариант, Мантаев, образован по тюркской модели. В отличие от русских фамилий на -ов/-ин, где суффикс указывает на принадлежность («чей?»), тюркский аффикс -ев/-ев здесь скорее адаптирует основу к русской грамматике, не меняя корневого смысла. Сама основа — «Мантай» — имя или прозвище.

Корень «ман» в тюркских языках многозначен. В казахском и татарском «ман» — это «я», но в составе личных имён он чаще означает «стойкий», «крепкий» или восходит к древнему титулу «ман» (глава, предводитель). Второй компонент, «тай», — распространённый тюркский антропоформант, который в именах (например, Алтай, Каратай) даёт значение «жеребёнок», а в переносном смысле — «резвый», «сильный». Таким образом, Мантай могло быть именем-пожеланием: «крепкий, как жеребёнок» или «стойкий предводитель». Встречается и другая версия: у бурят и калмыков «манта» означает «туман», и фамилия могла возникнуть от прозвища «Манта» (туманный, неясный), к которому добавился тюркский суффикс -ай, а затем русское окончание.

Географически фамилия Мантаева чаще всего фиксируется у народов Поволжья — татар и башкир, а также у калмыков и бурят. Это указывает на её общетюркское происхождение, но с разными путями закрепления. У калмыков она могла возникнуть от родового имени, у татар — от личного прозвища или имени Мантай, которое было нередким в XIX веке. Сословно предки носителя фамилии скорее всего были крестьянами или казаками, так как в дворянских родословных книгах такая фамилия не встречается. Сравнение с однокоренными фамилиями — Мантуров, Мантулин — показывает, что корень «мант» мог также означать «зазывала», «торговец» в некоторых тюркских диалектах, но для Мантаева эта версия менее вероятна из-за компонента -ай.