Фамилия Нурмаев — один из ярких примеров того, как тюркские имена и прозвища «прижились» в русской фамильной системе. Её основа — мужское имя Нурмай, которое состоит из двух арабских корней: «нур» (свет, сияние) и «май» (от арабского «ма’и» — вода, влага) или, по другой версии, «май» — как часть имени Майдан (площадь, место). В тюркской ономастике «Нурмай» — сложносоставное имя с пожеланием «светлой, чистой жизни», где «нур» — божественный свет, а вторая часть может означать «луна» (ай) или быть просто благозвучным компонентом. Встречается вариант Нурмай в башкирской, татарской и казахской средах, где имена с «нур» популярны с принятием ислама.

Суффикс -ев указывает на русскую модель образования фамилий от иноязычных основ: к имени Нурмай прибавили притяжательный суффикс, означающий «сын Нурмая» или «принадлежащий Нурмаю». Это типичный случай, когда в XV–XVII веках служилые татары, башкиры или выходцы из Золотой Орды получали фамилии по отцу, адаптируя их под русскую грамматику. В отличие от фамилий на -ов, здесь -ев появился из-за мягкого окончания основы (Нурмай — Нурмаев).

Географически фамилия Нурмаев распространена в Поволжье, на Южном Урале и в Западной Сибири — регионах, где веками соседствовали русские и тюркские народы. Встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области, а также среди казахских родов (через русификацию документов). В дореволюционных переписях носители чаще всего были крестьянами или казаками, реже — купцами.

Любопытная деталь: в некоторых актах XVIII века фамилию записывали как Нурмаев с ударением на второй слог, что выдаёт тюркское произношение (НурмАй). В русском языке ударение сместилось на последний слог (НурмаЕв), как в большинстве фамилий на -ев. Путаница с написанием встречалась и в советских паспортах: изредка фигурирует вариант Нурмайев, но это архаичная форма, не прижившаяся.

Однокоренные фамилии — Нурматов, Нурмухаметов, Нургалиев — все с тем же корнем «нур», но разными вторыми частями. Нурмаев стоит особняком, потому что его основа — редкое двусоставное имя, которое не встречается в массовых святцах, а бытует в народной традиции.