Фамилия Маргаев образована от прозвища или нецерковного имени Маргай. В его основе лежит диалектный глагол «маргать» — «причудничать, привередничать». Такое прозвище могли дать человеку разборчивому, строгому и требовательному.

Однако здесь есть смысловой парадокс, который стоит разобрать. По одной версии, Маргай — это охранительное имя. В древнерусской традиции родители могли наречь ребёнка «плохим» именем, чтобы отвести от него злых духов: мол, этот ребёнок никому не нужен, так что не трогайте его. С этой точки зрения имя Маргай связано с прилагательным «морготный» — «нудный, постылый, противный». Называя сына Маргаем, родные желали ему вырасти человеком, приятным для окружающих, — то есть действовали от противного.

Другая версия проще: прозвище Маргай закрепилось за конкретным взрослым человеком из-за его капризного нрава. Оба объяснения ведут к одной фамильной модели: суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?» — Маргаев), то есть «сын Маргая».

Фамилия редкая, её сложно привязать к конкретному региону. По звучанию она близка к фамилиям Марганов, Маргин, Маргушев — все они могли образоваться от разных вариантов одного корня или от тюркских имён. Но для фамилии Маргаев диалектная русская основа «маргать» выглядит убедительнее: она объясняет и прозвищный характер имени, и его охранительную функцию.