Фамилия Надточаев образована от прозвища Надточай, и в её основе лежит украинское прилагательное «надточний». У этого слова два значения, и каждое могло дать прозвище совсем разным людям.

Первое значение — «надточенный», то есть заострённый, суженный кверху. Так могли прозвать человека с характерной фигурой: полного, но с узкими плечами и небольшой головой, словно верхняя часть туловища у него «заужена». Прозвища, описывающие внешность, были очень распространены в среде, где фамилии только начинали закрепляться, поэтому эта версия выглядит вполне жизненной.

Второе, менее очевидное значение — «сверхточный». В этом случае Надточаем называли человека педантичного, дотошного, который подходил к любому делу с излишней скрупулёзностью. Такая характеристика могла отражать не внешность, а характер, и тоже легко закреплялась за человеком в качестве постоянного прозвища.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для украинской и южнорусской традиции. Прозвище Надточай стало основой, к которой добавили русский патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность потомку: Надточаев — сын Надточая. Интересно, что сама основа не является ни крестильным именем, ни названием ремесла, что делает фамилию характерным примером прозвищной фамилии, отражающей личную черту или внешний облик конкретного человека.

Стоит отметить, что фамилия сохранила украинское происхождение, но бытует в русской среде, что говорит о давних и тесных контактах между русскими и украинскими землями. Подобные фамилии нередко встречаются в пограничных регионах, где смешивались языки и культурные традиции.