Фамилия Мантаевы образована по самой распространённой в русской ономастике модели — с помощью патронимического суффикса -ев. Основа здесь — личное имя или прозвище Мантай. Чтобы понять происхождение фамилии, нужно разобраться с корнем «Мант-», который не является исконно русским.

Скорее всего, имя Мантай имеет тюркские корни. В тюркских языках слово «мант» (или «манты») может означать «лепёшка», «вид пельменей», но в качестве личного имени это маловероятно. Более правдоподобная версия — связь с тюркским «ман» в значении «тысяча» (ср. монгольское «тумэн» — десять тысяч). Имя Мантай могло быть пожелательным: «богатый», «имеющий тысячу» (скота, воинов). Встречается и другой вариант — от арабского имени Мансур («победоносный») через диалектные искажения, но это менее надёжно.

География фамилии указывает на Поволжье и Приуралье. Мантаевы — распространённая фамилия среди татар и башкир, а также в среде кавказских народов (например, у чеченцев и ингушей есть фамилия Мантаев). В русском контексте она могла появиться через крещение татарских мурз или башкирских старшин, которые переходили на русскую службу и получали фамилии по имени отца. Суффикс -ев, а не -ин, подтверждает, что основа заканчивалась на согласный или «й» (Мантай → Мантаев).

В отличие от многих фамилий, где -ов/-ев указывает на русского крестьянина или дворянина, Мантаевы — это пример фамилии, которая чётко маркирует нерусское, скорее всего тюркское, происхождение основателя рода. Предки современных Мантаевых могли быть служилыми татарами, торговцами или ремесленниками, переехавшими в русские земли. Фамилия не получила широкого распространения в центральной России, сохранив региональную привязку к Уралу и Закамью.