Фамилия Омилаев — редкая и неочевидная с точки зрения корня. Если попробовать разобрать её «на слух», первое, что приходит в голову, — связь с личным именем или прозвищем, в основе которого лежит глагол «омилеть» (устаревшее «обомлеть», то есть оцепенеть, замереть от испуга или удивления). Такая версия имеет право на существование: в русской антропонимии известны фамилии, образованные от глагольных форм, характеризующих поведение или состояние человека (например, Молчанов, Улыбин). Однако для фамилии Омилаев эта гипотеза слабая: прозвище «Омилай» или «Омилой» не фиксируется в исторических источниках, а глагольная основа с таким суффиксом нетипична для русских прозвищ.

Гораздо правдоподобнее, что перед нами — вариант фамилии, возникшей от имени или прозвища иноязычного происхождения. Суффикс -ев указывает на отчество: Омилаев буквально значит «сын Омилая». Само имя Омилай (или Омила) могло быть тюркским или кавказским, адаптированным в русской среде. В языках тюркской группы встречаются имена с корнем «омил» (например, арабское «амиль» — «действующий», «правитель», или «умид» — «надежда»), которые при заимствовании могли измениться до формы Омилай. Фамилия могла закрепиться в среде крещёных татар, башкир или народов Северного Кавказа, перешедших на русскую модель именования через отчество.

География фамилии Омилаев сегодня очень узкая. По данным открытых источников, носители встречаются преимущественно в Поволжье и на Южном Урале — в Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях. Это хорошо согласуется с версией о тюркских корнях: именно в этих регионах исторически происходило смешение русского и тюркского населения, и фамилии на -ев от местных имён — обычное дело.

Ещё один возможный след — связь с арабским именем Умайла (или Умайлат), которое в русской записи могло превратиться в Омилай. Но эта версия менее вероятна: такие имена чаще встречаются у народов Дагестана, а фамилия Омилаев там почти не фиксируется.

Таким образом, скорее всего, Омилаев — это фамилия тюркского происхождения, образованная от личного имени Омилай. Предки её носителей были людьми, которых в русских документах записывали по отцу: «Омилаев сын». Со временем отчество закрепилось как наследственная фамилия.