Фамилия Поттаева — редкий случай в русской ономастике, и её разбор требует внимания к деталям. Скорее всего, перед нами не типичная русская фамилия, а фамилия, занесённая в русский язык из другого языка, вероятнее всего, из тюркских. Основой могло послужить слово «потта» (или близкое к нему), которое в некоторых тюркских наречиях означает «топор» или «секира». В таком случае Поттаев — это потомок человека, которого прозвали за профессию или характер: «Топор» или «Топорище». Прозвища по орудиям труда (и, соответственно, по профессиям — плотник, дровосек) встречаются у многих народов, и в тюркской среде это одна из распространённых моделей.

Суффикс «-ев» указывает на патронимическую форму: «чей?» — Поттаев, то есть сын или потомок Поттая. Сама основа «Поттай» могла быть личным именем или прозвищем. В русском языке эта фамилия могла появиться через обрусение тюркской фамилии или при переписи населения, когда носителю дали фамилию по отцу. Альтернативная, но менее вероятная версия — связь с русским диалектным словом «поттать» (медленно, неуклюже делать что-то), но это скорее народная этимология, так как глагол редок и не образует устойчивой фамильной модели.

Географически фамилия Поттаева встречается в основном в регионах с исторически сильным тюркским влиянием — в Поволжье, на Урале, в Сибири, а также среди астраханских татар. Это подтверждает версию о тюркском корне. Сословно носители фамилии могли быть как крестьянами, так и казаками, но из-за редкости фамилии точных статистических данных о её распространении в дворянских или купеческих родах нет. В современной России фамилия остаётся малочисленной, что делает её особенно ценной для генеалогического поиска — каждый её носитель, скорее всего, принадлежит к одной или двум родственным ветвям.