Фамилия Пирайнен — яркий пример того, как русская письменность зафиксировала иноязычную фамилию, почти не изменив её звучания. Это не славянская и не тюркская фамилия, а финская по происхождению, что сразу заметно по характерному финальному элементу «-нен». В финском языке суффикс -nen — один из самых распространённых фамильных формантов, он примерно соответствует русскому «-ов» и часто указывает на принадлежность к роду или местности. Буквально Пирайнен можно перевести как «пирайский», то есть выходец из места, называвшегося Пира.

География бытования фамилии не оставляет сомнений в её происхождении. Финские фамилии на «-нен» массово встречаются в Карелии, Ленинградской области, а также среди ингерманландских финнов и карел, исторически живших на территории современной России. Фамилия Пирайнен, скорее всего, восходит к названию деревни или хутора Пира (Piira) — такие топонимы нередки в Финляндии и на Карельском перешейке. Корень «piira» в финских диалектах мог означать «острый», «колючий» или быть производным от слова «пирог» (piirakka), но в данном случае топонимическая версия выглядит убедительнее.

В отличие от многих фамилий, которые при переходе в русскую среду обрастали суффиксами или искажались до неузнаваемости, Пирайнен сохранилась почти в оригинальном виде. Это говорит о сравнительно позднем вхождении фамилии в русский обиход: массовая фиксация финских фамилий происходила в XIX веке при переписях и паспортизации населения Великого княжества Финляндского и прилегающих губерний. Носители фамилии — потомки крестьян или ремесленников из финноязычных общин, и до середины XX века фамилия оставалась преимущественно региональной, сосредоточенной на северо-западе России.

Словообразовательная модель здесь проста: основа Пира- плюс типичный финский суффикс -йнен (-inen), который в русской передаче закрепился как «-айнен» или «-яйнен» (сравните: Реппинен, Хуттунен). Встречаются варианты написания «Пиряйнен» или «Пиронен», но Пирайнен — наиболее частотный и устоявшийся. Фамилия не имеет отношения к русскому слову «пир» или «пират», хотя созвучие иногда порождает шутливые народные этимологии. На деле перед нами типичная северная фамилия-топоним, указывающая на конкретное географическое гнездо предков.