Фамилия Помазаев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, сохранилось почти без изменений, а его значение лежит на поверхности. В отличие от множества фамилий, где корень затемнён, здесь всё прозрачно: «помазать». В древнерусском языке это слово имело не только бытовой смысл (намазать маслом, смазать), но и церковный — совершить таинство миропомазания, то есть помазать святым миром. Однако маловероятно, что предок был священником, совершавшим обряд. Прозвище Помазай или Помазан, скорее всего, давали человеку с какой-то характерной особенностью: например, тому, кто постоянно пачкался, возился с маслом или дёгтем, или, напротив, был особенно опрятным и «намазанным» — приглаженным, ухоженным. В народе бытовало ироничное прозвище «помазанник», но уменьшительная форма «Помазай» звучала фамильярнее и приземлённее.

Словообразовательная модель типична для русского юга и востока. Суффикс -аев указывает на происхождение от прозвища, оканчивающегося на -ай (Помазай). Такие фамилии (ср. Лепетаев, Бодаев, Ковыряев) активно формировались в XVI–XVII веках в среде служилых людей и крестьянства. В отличие от фамилий на -ов/-ев, образованных от полных имён или профессий, -аев чаще закреплял именно прозвище, данное по действию или поведению. Интересно, что в центральных и северных губерниях та же основа могла дать фамилию Помазкин (от «помазок» — кисть для смазывания) или Помазов, но Помазаев — вариант с более выраженным личностным, а не ремесленным оттенком.

География фамилии неравномерна. По данным переписей XIX–XX веков, Помазаевы встречаются преимущественно в бывших Воронежской, Курской и Харьковской губерниях — на стыке великорусских и малороссийских земель. Это согласуется с южнорусской моделью фамилий на -аев. Встречается и украинская параллель — Помазай, но в русской среде она адаптировалась через типичный суффикс. В некоторых говорах «помазать» означало также «ударить», «хлестнуть», так что нельзя исключать и прозвища драчливого человека, но эта версия менее вероятна из-за отсутствия подтверждающих паремий.

Никакой связи с библейским «помазанником Божьим» в фамилии нет — это позднее книжное осмысление. В крестьянской среде, где и возникла фамилия, такое прозвище было бы кощунственным или, напротив, насмешливым, но не официальным. Истинный корень — бытовой, конкретный, а не сакральный. Помазаев — фамилия, которая говорит о характере или внешности предка больше, чем о его занятии.