Фамилия Пяляева происходит от прозвища или нецерковного имени Пяляй. Основа этого слова — глагол «пялить», который в диалектах имел несколько значений: «тащить, тянуть», «растягивать», а также «напряженно смотреть, таращить глаза». Соответственно, Пяляем могли прозвать либо человека медлительного, «тянущего» время, либо того, кто имел привычку пристально вглядываться, либо, в переносном смысле, кого-то назойливого и требовательного.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе Пяляй добавили суффикс -ев, который в данном случае стоит после гласного «я». Форма Пяляева — это вариант в написании через «я», а не через «е» (Пеляев), что указывает на северное или восточное происхождение фамилии. В южнорусских говорах «я» в подобных позициях часто переходило в «е», поэтому Пяляева — более архаичный и географически привязанный вариант.

Редкость фамилии объясняется не только диалектным происхождением прозвища, но и тем, что слово «пяляй» не входило в частотный именник. Оно не было крестильным именем, а оставалось бытовым прозвищем, которое закреплялось за одним родом. Встречается фамилия преимущественно в Поволжье и на Русском Севере, что совпадает с ареалом бытования глагола «пялить» в значении «тащить» или «смотреть».

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Пяляева стоит в одном ряду с Пяловым, Пятаковым, Пятибратовым — все они образованы от корня «пя-», связанного с растяжением, напряжением или числом «пять». Но Пяляева выделяется суффиксом -яй, который в русской антропонимии встречается реже, чем -ай или -ей.

Таким образом, предок носителей фамилии Пяляева — это человек, получивший уличное прозвище за манеру поведения или внешность. Фамилия не указывает на сословие: её могли носить и крестьяне, и посадские люди. Точных документальных свидетельств о первом упоминании нет, но по модели образования фамилия относится к XVI–XVII векам, когда активно формировались русские родовые имена.