Фамилия Мазаи не вписывается в стандартные модели русских фамилий, оканчивающихся на -ов или -ин. Её финаль -ай указывает на совсем другую языковую традицию. Скорее всего, перед нами украинская или польская фамилия, образованная от прозвища или имени без дополнительного суффикса принадлежности. В украинском языке суффикс -ай характерен для прозвищ, образованных от глаголов: «мазати» — мазать, пачкать. Человек по прозвищу Мазай — это тот, кто мажет, возможно, маляр, художник или просто неряха, который всё пачкает. В польском языке есть аналогичный глагол mazać (мазать, пачкать, также «плакать»), и прозвище Mazaj могло означать «плакса» или «неряха».

Вторая, менее очевидная, но интересная версия связывает фамилию с тюркскими корнями. В татарском и башкирском языках есть слово «мазай» — «медведь». Учитывая, что в Поволжье и Приуралье русские фамилии нередко возникали под влиянием местных языков, Мазаи могло быть прозвищем крупного, сильного или неуклюжего человека, которое затем закрепилось как фамилия. Эта версия объясняет и необычное окончание: в тюркских языках имена и прозвища на -ай (как Ахматай, Багай) часты.

Географически фамилия Мазаи встречается прежде всего на западе Украины (Волынь, Ровенская область) и в южных регионах России, куда переселялись украинцы. Встречаются и польские носители фамилизации Mazaj. В славянских переписях XVII–XVIII веков прозвище Мазай фиксируется как нередкое: например, в реестрах запорожских казаков есть упоминания о казаках с таким именованием. Таким образом, предки современных Мазаев — скорее всего, украинские или польские крестьяне, ремесленники или казаки, получившие прозвище за манеру поведения или род занятий.