Фамилия Пукаева — женская форма, а её мужской вариант Пукаев. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Пукай. Такие имена были в ходу в русских деревнях до XVII–XVIII веков и часто строились от глаголов повелительного наклонения — по первому крику младенца или по поведению родителей. Глагол «пукать» в диалектах означал «издавать глухой звук», «хлопать», а в некоторых говорах — «стрелять» или «щелкать». Прозвище Пукай могли дать шумному, резкому человеку или тому, кто работал с хлопками — например, пастуху, щёлкающему кнутом, или охотнику.

Модель образования типична для русского Поволжья и южных регионов: суффикс -ев присоединялся к основам на -ай, -ей, -уй, -яй. В отличие от фамилий на -ин (от основ на -а/-я), здесь работает твёрдая разновидность склонения. Поэтому Пукаев — не от имени Пука, а именно от Пукай. Встречается вариант Пукаев и с ударением на последний слог, что характерно для тюркского влияния в фамилиях — в таком случае основой могло стать тюркское пукай (например, от «бука» — бык или от «пук» — сильный). Но для русской антропонимии версия с глаголом «пукать» первична.

Географически фамилия Пукаевых (и Пукаев) зафиксирована в нескольких регионах: в Мордовии, Чувашии, Татарстане и в Пензенской области. Это указывает на зону этнического контакта, где русская словообразовательная модель накладывалась на местные прозвища. В мордовских и чувашских говорах слово «пука» означало «горб» или «шишка» — такое прозвище мог получить сутулый человек. Сочетание двух возможных корней (русского «пукать» и финно-угорского «пука») создаёт неоднозначность, но обе версии ведут к прозвищу по внешности или поведению.

В дореволюционных документах фамилия встречается редко — это говорит о её крестьянском, а не дворянском происхождении. Пукаевы не входили в столбовые дворянские роды, не упоминаются в «Бархатной книге» или «Гербовнике». Их предки — скорее всего, государственные или помещичьи крестьяне из этнически смешанных районов. Среди известных носителей фамилии нет громких исторических фигур, но это типичная русская фамилия с живой диалектной основой, которая сохраняет память о прозвище, данном предку несколько веков назад.