Фамилия Николаев-Аксёнов — двойная, и чтобы понять её происхождение, нужно разобрать каждую из двух частей по отдельности. Вторая часть обычно указывает на более позднего предка по женской линии или на ветвь рода, которая хотела сохранить память о двух семьях сразу.

Первая часть, Николаев, восходит к мужскому крестильному имени Николай. В переводе с греческого оно означает «победитель народов» (от nika — «побеждать» и laos — «народ»). Скорее всего, основатель рода Николаевых был человеком из высшего сословия. Некоторые Николаевы имеют дворянское происхождение и состоят в родстве с российской царской семьей. В 1883 году фамилия Николаевы была дана пятерым детям великого князя Николая Николаевича (Старшего) и балерины Екатерины Гавриловны Числовой: Ольге, Владимиру, Екатерине, Николаю, Галине. Кроме того, Николаевы были наделены дворянскими правами. Ныне представители рода Николаевых проживают во Франции и в Канаде.

Вторая часть, Аксёнов, восходит к мужскому имени Авксентий, что в переводе с древнегреческого означает «растущий». В основе же фамилии лежит краткая форма этого имени — Аксён. Некоторые Аксёновы — нетитулованный российский дворянский род. Герб рода находится в XIII части «Общего гербовника дворянских родов Российской империи». Есть и такая донская дворянская фамилия.

Соединение двух фамилий через дефис — сравнительно редкая модель, которая в России обычно встречалась у дворянства или купечества. Чаще всего так поступали, когда нужно было подчеркнуть принадлежность к двум знатным родам или когда одна ветвь семьи угасала, и её фамилию присоединяли к другой, чтобы сохранить память о ней. В случае с Николаевыми-Аксёновыми такое сочетание указывает на то, что предки могли быть связаны как с высшей аристократией (учитывая родство первых с царской семьёй), так и с дворянством служилым, которое получило герб и было записано в гербовник.