Фамилия Матраев — редкий случай, когда основа просматривается почти прозрачно, но происхождение может увести в неожиданную сторону. На первый взгляд в ней слышится слово «матрас» — и это не ложный след. Прозвище Матрас (или Матрай) в старину действительно могло закрепиться за человеком. Но за ним стояло не домашнее постельное изделие, а либо профессия (изготовитель или продавец матрасов), либо бытовая насмешливая характеристика — так могли назвать медлительного, «тяжёлого на подъём» или, наоборот, изнеженного человека. В словаре русских фамилий Б. Унбегауна подобные модели (профессия + суффикс -ев) описываются как типичные для фамилий, образованных от названий ремёсел.

Однако есть и другая, более глубокая версия. Суффикс -ев указывает на притяжательное значение («сын Матрая»), а само имя Матрай могло быть не прозвищем, а производной формой от крестильного имени Матфей (в народном произношении — Матвей). В русских говорах имя Матвей нередко сокращали до Матря, Матра, откуда легко возникает форма Матрай. Тогда Матраев — это «сын Матвея», то есть вариант фамилии Матвеев, но с местной фонетической переделкой. Такие случаи — когда одно и то же имя даёт несколько разных фамилий — хорошо описаны в работах В. Никонова.

Географически фамилия Матраев встречается в основном в Поволжье и на Урале, особенно среди татар и башкир. Здесь возможна и тюркская подоплёка: у татар есть имя Матрай (восходит к арабскому «матрур» — радостный, весёлый), и фамилия могла возникнуть независимо от русской традиции. В таком случае носители фамилии — потомки человека, которого в тюркской среде прозвали или назвали Матраем по имени.

Таким образом, у фамилии Матраев как минимум три равноправных пути: от прозвища по ремеслу, от народной формы имени Матвей или от тюркского личного имени. Выбрать один без архивных записей конкретной семьи невозможно. Но именно это делает фамилию живым свидетельством языковых контактов: в ней сошлись славянская, тюркская и христианская традиции.