Фамилия Нортаев — редкий случай, когда тюркская основа и русский суффикс встретились в одной словообразовательной модели, но с необычным акцентом. В ней легко угадывается корень «норт-», который восходит к тюркскому личному имени Норт (варианты — Нурт, Нурта). В основе этого имени лежит арабское «нур» — свет, сияние. В мусульманской антропонимии имена с корнем «нур» (Нуртдин, Нурлан, Нургали) означают «луч света», «озарение». Таким образом, Нортаев буквально — потомок того, кого звали Норт (светлый, сияющий).

Однако бросается в глаза суффикс -аев, а не привычный для тюркских фамилий -ов или -ев. В русской традиции фамилии на -аев обычно образуются от основ на мягкий согласный или на -а (как Алёша — Алёшаев). Здесь же исходное имя Норт заканчивается на твёрдый звук, и по правилам должна была получиться фамилия Нортов. Но появился именно Нортаев. Это говорит о том, что фамилия складывалась не в центральной России, а на стыке культур — скорее всего, в Поволжье или на Урале, где русские писцы записывали татарские, башкирские или казахские имена на слух, не всегда следуя строгим грамматическим нормам. В таких регионах фамилии нередко получали «гибридные» суффиксы, и Нортаев — один из примеров этой региональной особенности.

География фамилии тоже подтверждает её восточное происхождение. Нортаевы встречаются в основном в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской области и среди казахов. В этих краях имя Нурта (Норта) было распространено, и от него образовывали фамилию, приспосабливая к русскому делопроизводству. В некоторых случаях фамилия могла возникнуть и от прозвища, но для Нортаева это маловероятно: прозвище Норт в русской среде не зафиксировано, а вот имя Нурта — хорошо известно.

Социальный состав носителей фамилии типичен для крестьян и казаков юго-восточных губерний. В сословных списках XIX века Нортаевы чаще всего числились государственными крестьянами или тептярями (сословие, близкое к башкирам и татарам). Дворянских родов с такой фамилией нет, что тоже говорит о её «народном» происхождении. Сегодня фамилия остаётся редкой, но для её носителя она — прямое указание на предка по имени Свет.