Фамилия Машляева — женская форма, а её мужской вариант, Машляев, образован по одной из самых распространённых в русском языке моделей: от прозвища или имени с суффиксом -ев. Этот суффикс указывает на принадлежность («чей?»), то есть Машляев — это «сын Машляя» или «человек из рода Машляя». Основа фамилии — прозвище Машляй или, что менее вероятно, усечённая форма крестильного имени.

Корень «машл-» в русских говорах имеет несколько значений, и самое правдоподобное ведёт к диалектному слову «машлявый» — так в некоторых областях говорили о нерасторопном, медлительном или вялом человеке. Сравните с однокоренными «машкаться» (медлить, возиться) и «машляк» (увалень). Прозвище Машляй могли дать флегматичному, неторопливому крестьянину, и оно закрепилось за его потомками. В словаре В. И. Даля есть глагол «машлять» со значением «мешкать, копаться», что подтверждает эту версию.

Менее распространённая гипотеза связывает фамилию с тюркскими корнями, где «маш» может означать «мастер» или «умелец», а суффикс -лай/ляй характерен для некоторых тюркских имён и прозвищ. Однако для фамилии Машляева, бытующей преимущественно в русскоязычной среде (особенно в Поволжье и центральных областях России), славянская диалектная основа выглядит убедительнее. В пользу этого говорит и типично русский суффикс -ев, который редко присоединяется к тюркским основам без адаптации.

Географически фамилия Машляева встречается нечасто, что указывает на её локальное происхождение. Скорее всего, родоначальник жил в одном из сёл, где слово «машляй» было в ходу, и прозвище закрепилось за его семьёй, не распространившись широко. Сословно носители фамилии, судя по типу окончания и отсутствию дворянских префиксов, относились к крестьянству или мещанству — основным группам, где бытовали бытовые прозвища. В дореволюционных метрических книгах фамилия могла записываться как Машляевъ, с твёрдым знаком на конце.