Фамилия Прохаев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с глаголом «прохать». В южнорусских и украинских говорах это слово означало «просить», «клянчить», «выпрашивать». Соответственно, Прохаем могли прозвать человека, который часто обращался с просьбами, был настойчив в добивании своего, или, напротив, того, кто промышлял сбором подаяния. В словаре Владимира Даля «проха» — это просьба, а «прохач» — проситель. Фамилия образована по стандартной патронимической модели: к основе прозвища Прохай добавили русский суффикс принадлежности -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Получается буквально «сын Прохая».

Стоит обратить внимание на необычный для русских фамилий суффикс -аев. В привычной схеме от имён на -ай (Толмай, Косай) обычно появляется -аев, но здесь основа заканчивается на -ай, и фамилия звучит так, будто её носитель — потомок человека с прозвищем Прохай. Это одна из тех фамилий, которые в XIX веке могли записать по-разному: Прохаев, Прохай, Проханов (от более полной формы Прохан). Географически фамилия тяготеет к югу России — встречается в Воронежской, Ростовской областях, на Кубани, что подтверждает её диалектное происхождение.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с тюркским корнем «прох» — в значении «чистый», «светлый», но для такого заимствования нет убедительных исторических свидетельств. Славянская основа остаётся основной, и в этом Прохаев схожа с фамилиями Прохин, Прохоров, хотя последняя восходит к церковному имени Прокофий, а не к прозвищу.