Фамилия Отделяева — женская форма мужской фамилии Отделяев. Её основа — прозвище или мирское имя Отделяй. В русской ономастике это редкий случай, когда в основе лежит глагол с приставкой «от-» и суффиксом, образующим повелительное наклонение. Такие прозвища давали по характерному действию или команде: «Отделяй!» — то есть «отдели, отними, отрежь». Вероятно, так могли называть человека, который занимался разделом имущества, земли или скота, либо имел привычку отделять что-то от общего — например, строгий приказчик или сам крестьянин, деливший наделы. Другая, менее правдоподобная версия, связывает фамилию с топонимом: в некоторых говорах «отдель» означало «отдельное владение» или «обособленный участок», и прозвище могло закрепиться за хозяином такого хутора.

Суффикс «-ев» указывает на принадлежность: Отделяев — сын или потомок Отделяя. Модель образования типична для русских фамилий XVI–XVII веков, когда прозвища на -ай (как Молчай, Дерзай) легко превращались в фамилии. Сейчас фамилия редкая, встречается в основном в центральных и поволжских областях России, что косвенно подтверждает её крестьянское происхождение — без дворянских корней, но с чёткой бытовой основой. В словарях фамилия не зафиксирована у известных исторических деятелей, поэтому её ценность именно в прозрачной и необычной этимологии: она буквально «говорит» о действии, которое совершал предок.