Фамилия Мишняев образована от прозвища или неканонического имени Мишняй. В русской ономастике суффикс -яй нередко встречается в прозвищах, образованных от глаголов (ср. Лентяй, Шваляй), и указывает на характерное действие или свойство человека. Но в данном случае основа, скорее всего, производная от имени Михаил — через народную форму Миша. Мишняй — это либо ласкательно-фамильярный вариант имени (как Петряй от Пётр), либо прозвище человека по имени Миша, данное с оттенком шутливости. Вторая версия: корень может восходить к диалектному слову «мишня» — так в некоторых говорах называли медведя или неуклюжего, косолапого человека. Тогда Мишняй — прозвище медлительного или грузного мужчины. Суффикс -ев в фамилии указывает на принадлежность: Мишняев буквально означает «сын Мишняя».

Фамилия довольно редкая. Основной ареал её бытования — центральные и южные регионы России, особенно Рязанская, Тамбовская и Воронежская области. Встречается также в Поволжье, что связано с миграцией крестьян в XIX веке. Сословно носители фамилии относились в основном к крестьянскому или мещанскому сословию — в дворянских родословных книгах Мишняевы не числятся.

Словообразовательная модель с суффиксом -яй характерна для древнерусских нецерковных имён и прозвищ, которые позже закрепились в фамилиях. Похожие примеры — Коптяй (от «коптить»), Ширяй (от «ширять»), Гуляй. Фамилия Мишняев стоит в одном ряду с однокоренными Мишнев, Мишаев, Мишутин, но отличается именно редким аффиксом -яй, который придаёт ей разговорный, «домашний» оттенок. В документах XVII–XVIII веков форма Мишняй могла фиксироваться как самостоятельное имя или прозвище, а к XIX веку окончательно перешла в фамилию.