Фамилия Нокаев — нечастый случай, когда основа слова ставит перед исследователем больше вопросов, чем ответов. С точки зрения словообразования, это типичная патронимическая (по отцу) фамилия с русским суффиксом -ев, который присоединяется к основам на мягкий согласный или шипящий. В данном случае основа — Нокай. Вопрос в том, кто такой Нокай и откуда взялось это имя или прозвище.

Самая вероятная версия — тюркское происхождение. В тюркских языках слово «нок» (или «нук») часто связано с понятиями «меткий», «попадающий в цель», а также с названием воинской единицы (ср. ногайское «ногай» — воин). Таким образом, прозвище Нокай могло означать «меткий стрелок» или «воин». Суффикс -ай в тюркских именах часто образует ласкательные или уменьшительные формы, так что Нокай — это, возможно, «меткий» или «бойкий» в уменьшительно-ласкательном значении. В таком случае Нокаев — «сын меткого стрелка» или «потомок воина».

Вторая версия, менее распространённая, но тоже имеющая право на существование, связывает фамилию с дохристианским славянским именем Нокай. В древнерусских говорах слово «нокать» означало «ныть, докучать, канючить». Прозвище Нокай могли дать человеку капризному или навязчивому. Однако эта гипотеза слабее, потому что такая основа почти не встречается в документах по истории русских фамилий, тогда как тюркский след для фамилии на -ев с основой на -ай — явление более распространённое.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически были сильны тюркские влияния: Поволжье (Татарстан, Башкортостан), Оренбуржье, а также Северный Кавказ. Встречается она и среди русских, но чаще всего носители имеют смешанное или тюркское происхождение. Сословной привязки у фамилии нет: Нокаевы могли быть и крестьянами, и служилыми людьми (например, казаками, которые нередко перенимали тюркские прозвища). Поскольку фамилия редкая, её история остаётся полем для семейных архивов: именно знание устных преданий рода может дать ключ к тому, какая из двух версий верна для конкретной семьи.