Фамилия Модяев образована по самой распространённой в русской ономастике модели — с суффиксом -ев, который присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или й. В данном случае основа — Модяй. Это краткая, обиходная форма личного имени. Скорее всего, в основе лежит крестильное имя Модест, что значит «скромный» (от латинского modestus). Имя Модест было известно в святцах, пусть и не так широко, как, скажем, Иван или Пётр. В народной речи оно сократилось до Модя, а затем приобрело фамильный суффикс принадлежности: Модяев — буквально «сын Модяя», то есть потомок человека, которого в быту звали Модяем.

Есть и другая, менее вероятная версия. В некоторых русских говорах «модя» или «модель» могло означать «щеголь», «франт», «человек, следящий за модой». В этом случае прозвище Модяй дали бы тому, кто одевался с претензией, не по-деревенски. Однако эта версия слабее: прозвище с таким значением, скорее всего, закрепилось бы в форме Модник или Моднов, а не через суффикс -яй. К тому же фамилия Модяев встречается в основном в регионах, где имя Модест не было редкостью — например, в среде духовенства, где любили давать детям «говорящие» имена латинского происхождения.

Интересно, что фамилия Модяев не так редка, как может показаться, но и не принадлежит к числу массовых. Её носители встречаются в Поволжье, на Урале и в Сибири — в тех местах, куда в XVIII–XIX веках переселялись крестьяне и священники из центральных губерний. Модест в народе часто переделывали в Модея или Модю, и от этих форм пошли однокоренные фамилии Модеев, Моденов. Модяев стоит в этом ряду особняком: суффикс -яй указывает на более фамильярное, почти ласкательное отношение к носителю имени, что косвенно говорит о невысоком социальном положении предка — скорее всего, это был крестьянин или мещанин, а не дворянин.