Фамилия Носаев — это памятник не столько славянской культуры вообще, сколько народной традиции давать прозвища по внешности. В её основе лежит прозвище Носай, которое, в свою очередь, образовано от слова «нос». Всё просто: так могли назвать человека с большим, длинным или как-то иначе выделяющимся носом. Прозвище указывало на самую заметную черту облика, и это был самый распространённый способ идентификации человека в среде, где официальные фамилии ещё не устоялись.

Модель образования здесь типовая для восточнославянских фамилий: прозвище на -ай (Носай) дало основу, к которой прибавили типичный «семейный» суффикс -ев. Патронимический суффикс указывает на прямого предка: Носаев буквально означает «сын Носая», «из рода Носая». Аналогично строились фамилии от прозвищ с другими суффиксами: Носакин, Носенок, Носков, Носырев — все они растут из того же корня, но каждое фиксирует свою форму прозвища.

О том, насколько живучими были такие именования, говорят записи из исторических документов, собранных С. Б. Веселовским. У него мы находим целую россыпь «носатых» прозвищ в XV–XVII веках: Григорий Андреевич Большой Нос Колычев (начало XVI века), князь Федор Семенович Дубовый Нос Шехонский (вторая половина XV века), Носакин Антон Васильевич (1590 год, Владимир), Носенок Степан, крестьянин (1627 год, Белев), Носко, крестьянин (XVI век, Новгород), Носырь Андреевич Вельяминов (середина XVI века) и Герасим Носырев, посадский человек (1636 год, Тотьма). Этот перечень показателен: прозвища с корнем «нос» встречались в разных слоях — от князей до крестьян, — и география их широка: от Новгорода до Владимира и Тотьмы.

Самой фамилии Носаев в этих записях нет, но это не удивительно. Прозвище Носай могло закрепиться за человеком как основное именование, а его потомки уже в следующем поколении получили фамилию по отцу. Вероятнее всего, фамилия возникла где-то в центральной или северной части России, где такие «наглядные» прозвища были особенно распространены в XV–XVII веках. Однако точное место и время появления именно Носаевых без генеалогических изысканий назвать нельзя: процесс формирования фамилий шёл неравномерно, и одна и та же фамилия могла независимо возникнуть в разных поместьях и у разных родов.