Фамилия Нетунаев образована от имени собственного и относится к распространенному типу русских фамилий. Основой фамилии послужило мирское имя Нетунай, которое давали ребенку в семье в дополнение к крестильному. Само имя Нетунай происходит от отрицательной приставки «не» и финно-угорского слова «туна», которое означает «прибывать». Целиком имя Нетунай осмысляется как «не прибывай».

Такое имя могло иметь обрядовый, охранительный характер. В старину родители часто давали детям имена с отрицательным значением, чтобы обмануть злых духов: считалось, что ребенка с «нехорошим» именем не тронут, а настоящую судьбу он получит позже. К подобным именованиям относится и Нетунай. Впрочем, есть и другая, более простая версия: имя могло быть связано с реальными обстоятельствами — например, так могли назвать позднего или, наоборот, нежеланного ребенка, желая ему не торопиться с появлением на свет. Правдоподобнее выглядит именно охранительная трактовка: имена с частицей «не» (Некрас, Неждан, Немир) были широко распространены в древнерусской традиции и не несли осуждения.

Суффикс -ев в фамилии указывает на принадлежность: потомок человека по имени Нетунай стал Нетунаевым. Форма с суффиксом -ев, а не -ов, говорит о том, что в основе лежит имя или прозвище, оканчивающееся на мягкий согласный или на -ай, что типично для древнерусских мирских имен.

О точном месте и времени возникновения фамилии говорить сложно: процесс формирования русских фамилий растянулся на несколько столетий, и крестьянские семьи часто получали их позже, чем дворянские. Сама по себе фамилия редкая, и ее география сегодня не привязана к одному региону, что типично для имен, возникших в разных местах независимо друг от друга. Несмотря на финно-угорский корень в основе, фамилия Нетунаев — замечательный памятник именно славянской письменности и культуры: она показывает, как причудливо переплетались в народной среде разные языковые традиции, и как имя, данное по обряду, спустя века стало устойчивым родовым знаком.