Фамилия Пепитаева происходит от мужского имени или прозвища Пепитай. В её основе лежит тюркское слово «пепи» (в разных диалектах — «господин», «голова», «старший») и аффикс «-тай», который в тюркских языках образует имена со значением обладания или принадлежности. Буквально Пепитай можно перевести как «имеющий господина» или «принадлежащий старшему», но в бытовом употреблении такое прозвище чаще давали человеку, который служил у знатного лица, был его доверенным или управляющим.

Суффикс «-ев» в окончании фамилии указывает на русский способ образования: Пепитаев — сын Пепитая. Модель типична для фамилий, возникших в среде крещёных народов Поволжья и Приуралья, где тюркские имена адаптировались через русские патронимические суффиксы. В отличие от фамилий на «-ов», которые образуются от основ на твёрдый согласный, здесь мы видим «-ев» из-за мягкого звука в конце имени Пепитай (сравните: Бектаев, Алтаев).

Географически фамилия Пепитаева тяготеет к Татарстану, Башкортостану и Оренбургской области. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении — вероятно, от одного родового гнезда. Поскольку носители фамилии — в основном русскоязычные, но с тюркским корнем, предки скорее всего были крещёными татарами или башкирами, перешедшими в православие в XVIII–XIX веках. В метрических книгах того времени такие фамилии фиксировались как «новокрещены».

Спорных версий происхождения практически нет: альтернативная гипотеза, связывающая Пепитая с диалектным русским «пепит» (ворчун), лингвистически слаба, так как не объясняет суффикса «-ай», характерного именно для тюркских имён. Так что наиболее правдоподобно — служилое прозвище, закрепившееся за родом.