Фамилия Патлай образована от прозвища, и почти наверняка в его основе лежит слово «патла» — длинная прядь волос, косматая прядь. Так в старину называли человека с длинными, непослушными, всклоченными волосами. Прозвище могло быть как насмешливым, так и нейтрально-описательным: в среде, где мужчины стриглись коротко или носили аккуратные бороды, обладатель густой шевелюры выделялся сразу. Подобные прозвища нередко закреплялись за человеком и переходили к его детям уже как фамилия.

Менее очевидная, но любопытная версия связывает прозвище с диалектным значением слова «патла». В пермских говорах так называли род ложки или ковша. Если принять эту версию, то Патлаем могли прозвать мастера, который делал такие ложки, — ремесленника, чей труд был виден каждому в деревне. В этом случае фамилия указывает на род занятий предка, а не на внешность.

Какая из версий правдоподобнее? Слово «патла» в значении «волосы» известно широко, оно встречается в говорах и литературе, поэтому версия о прозвище по внешности выглядит естественнее. Диалектное «патла»-ложка — локальное явление, и вряд ли оно легло в основу фамилии за пределами узкой территории. Впрочем, для семей, чьи предки жили на Урале или в Прикамье, вторая версия не лишена смысла.

Сама фамилия оформлена по старой русской модели: прозвище на -ай (Патлай) без дополнительного суффикса, как это бывает у фамилий, застывших в форме имени. Такая модель встречается реже, чем фамилии на -ов или -ин, что делает Патлая заметным исключением. География фамилии невелика, массового распространения она не получила, и это тоже говорит о её прозвищном, «домашнем» происхождении: скорее всего, она закрепилась в одной-двух местностях и дальше не разошлась.