Фамилия Нольнаев — редкая и неочевидная с точки зрения корня. Если не пытаться вписать её в привычные модели на -ов/-ев, первое, что бросается в глаза, — суффикс -аев. В русских фамилиях он встречается реже, чем -ов или -ин, и почти всегда указывает на тюркское происхождение основы. Чаще всего такие фамилии образовывались от личных имён, прозвищ или названий занятий у татар, башкир, чувашей или народов Кавказа.

Скорее всего, в основе лежит тюркское имя или прозвище Нольнай. Попробуем разобрать его по частям. Первая часть — «ноль» — может быть искажением тюркского «нур» (свет, луч) или «нол» (в некоторых диалектах — «сильный», «могучий»). Вторая часть — «най» — распространённый тюркский компонент, означающий «родственник», «свой», «близкий». В сочетании это могло дать значение «светлый родственник» или «сильный сородич». Впрочем, есть и другая версия: «най» в ряде тюркских языков — это также «свирель», «дудка», музыкальный инструмент. Тогда Нольнай — прозвище музыканта, игравшего на особой свирели. Но это менее вероятно, так как такие прозвища обычно давали по конкретному инструменту, а не по абстрактному «най».

Географически фамилия Нольнаев, по данным открытых источников, встречается в единичных случаях, преимущественно в Поволжье и на Урале — в регионах, где веками жили татары и башкиры. Это косвенно подтверждает тюркскую версию. Сословно предки носителя фамилии могли быть как крестьянами, так и служилыми людьми (например, толмачами или воинами), но точных данных нет — фамилия слишком редкая, чтобы её детально проследили в исторических работах.

Примечательно, что в русских документах фамилия могла записываться с вариациями: Нольнаев, Нольняев, Нальнаев. Разнобой в написании характерен для фамилий, которые фиксировали на слух, без единой орфографической нормы. Если ваш предок носил фамилию Нольнаев, с высокой вероятностью его предки говорили на одном из тюркских языков, а сама фамилия — память о прозвище или имени, которое уже вышло из обихода.