Фамилия Отлетаев ведет начало от нецерковного, мирского имени Отлетай, которое давали в семье наряду с крестильным. В основе этого прозвища лежит древнерусское слово «отлеток» или «отлетыш», означавшее «осколок, отщепок». Так могли назвать последнего, запоздалого ребенка, словно отколовшегося от общего рода. Впрочем, имя могло указывать и на обстоятельства появления на свет: если младенец родился летом, его тоже могли прозвать Отлетаем — по созвучию с теплым временем года.

Мирские имена на Руси были обычным делом: церковное имя давали при крещении, а домашнее, «от мирского» — для повседневного обихода. Отлетай — одно из таких прозвищ, и фамилия, образованная от него, следует типичной модели: к основе добавили патронимический суффикс -ев, который указывал на принадлежность потомку. Сначала Отлетаевым называли сына или внука человека по имени Отлетай, а затем это прозвание закрепилось за целым родом.

Точное место и время возникновения фамилии сейчас установить сложно. Формирование русских фамилий растянулось на несколько столетий, и Отлетаевы могли появиться в разных регионах независимо друг от друга. Судя по модели образования, фамилия скорее всего оформилась в среде крестьян или посадских людей, где мирские имена держались дольше всего. В документах XVII–XVIII веков такие прозвищные фамилии встречаются повсеместно, но конкретных упоминаний именно Отлетаевых в доступных источниках нет.

Стоит заметить, что фамилия редкая и не попала в классические ономастические словари Унбегауна или Никонова. Однако ее структура прозрачна: это типичная «прозвищная» фамилия, каких в русском языке тысячи. Смысловая близость к словам «отлететь», «отлетный» могла породить и другие трактовки — например, прозвище бойкого, непоседливого человека, но версия с «отлетком» выглядит убедительнее из-за прямого словарного соответствия.

В любом случае, фамилия Отлетаев — образец того, как русская ономастика сохранила в бытовом имени кусочек живой народной речи. За ней стоит не абстрактный корень, а конкретный человек, которого когда-то назвали Отлетаем, и его потомки, перенявшие это имя как родовое.