Фамилия Наливаев — один из тех случаев, где прозвище предка почти наверняка связано с глаголом «наливать». В основе лежит древнерусское слово «наливай» — так в XVI–XVII веках называли человека, который разливает напитки, особенно хмельные. Это мог быть либо кабацкий целовальник (продавец в питейном заведении), либо слуга, наливавший вино за столом хозяина. Суффикс -ев указывает на притяжательное значение «сын Наливая», то есть фамилия образовалась от прозвища отца.

Менее очевидная, но возможная версия связывает фамилию с рекой Наливайкой — в ряде регионов так называли небольшие притоки или ручьи, которые «наливались» водой во время разлива. Тогда прозвище мог получить человек, живший у такой реки. Однако эта гипотеза слабее: топонимы «Наливайка» вторичны по отношению к тому же глаголу и встречаются реже, чем прозвища по роду занятий.

В ономастической литературе фамилию Наливаев иногда сравнивают с более известными Наливайко и Наливкин. Все они — от одного корня, но разница в суффиксах показывает, как по-разному в разных говорах оформляли прозвище: -ай (делатель действия), -к-о (уменьшительное, характерное для украинской традиции), -ин (принадлежность). Наливаев — типично русская форма, закрепившаяся в северных и центральных губерниях, особенно в Вологодской и Ярославской областях, где в писцовых книгах XVII века фиксировались крестьяне с таким прозванием.

Сословно фамилия не элитарная: её носители почти всегда были крестьянами или посадскими людьми. Никаких дворянских родов Наливаевых не известно, что подтверждает бытовое происхождение от профессии или прозвища. В XIX веке фамилия встречалась в основном в среде черносошных крестьян и мещан.