Фамилия Мраев — редкая, и её происхождение неочевидно. Скорее всего, она образована от прозвища Мрай. В русских говорах, особенно южных, слово «мрай» или «мрая» означало «сумрак», «мгла», «туман», а также «марево» — знойное дрожание воздуха. Прозвище Мрай могли дать человеку задумчивому, угрюмому или, наоборот, тому, кто жил в низине, в туманной местности. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Мраев — сын Мрая.

Версия с основой «мрак» тоже возможна, но менее точна. От слова «мрак» логичнее была бы фамилия Мраков (с суффиксом -ов), а не Мраев. Форма на -ев заставляет искать основу на мягкий согласный или -й, что подтверждает версию с прозвищем Мрай.

Есть и другая гипотеза: фамилия могла возникнуть от архаичного имени Мрай, которое в дохристианской Руси давали как оберег — чтобы ребёнок рос незаметным для злых сил, «в тени». Такие имена-обереги были распространены у славян, и фамилии от них сохранились, хотя сами имена вышли из обихода.

Географически Мраевы встречаются редко. Несколько семей с такой фамилией зафиксированы в Курской и Белгородской областях, что косвенно подтверждает связь с южнорусским диалектным словом «мрай». Встречается также написание Мраёв — с ударением на последний слог, что может быть вариантом той же фамилии или самостоятельным образованием от прозвища Мрай с другим ударением.

Таким образом, фамилия Мраев — скорее всего, прозвищная, связанная с природным явлением или чертой характера, и её носители — потомки человека по прозвищу Мрай из южнорусских земель.