Фамилия Рая — редкий случай, когда основа совпадает с полной формой женского имени. Чаще всего её происхождение связывают с краткой формой имени Раиса, которое в советское время было очень популярным, а в православной традиции ассоциируется с мученицей Раисой Александрийской. Но есть и более древний, неочевидный путь: у южных славян (особенно у сербов и болгар) слово «рай» (рая) могло быть прозвищем — так называли счастливчика, человека с лёгкой судьбой или того, кто жил в довольстве.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. У фамилии нет привычного русского суффикса (-ов, -ин, -ский), она осталась в форме чистой основы, что характерно для украинских, молдавских или болгарских фамилий, а также для некоторых русских фамилий, образованных от прозвищ без дополнительного оформления. В русской традиции такое встречается реже, но возможно: фамилия могла закрепиться за приезжими из южных регионов или за человеком, которого в документах записали просто «Рая» (как прозвище, а не имя).

География фамилии размыта. По переписям XIX–XX веков, носители фамилии Рая встречаются в Бессарабии, на Кубани и в Западной Украине — регионах, где смешивались русские, украинские и молдавские влияния. В центральной России эта фамилия единична, что подтверждает её южное или западное происхождение.

Есть и третья, более редкая версия: фамилия могла возникнуть из топонима. В Польше и Беларуси есть несколько деревень с названием Рая (например, Рая в Лодзинском воеводстве). Переселенцы, получившие фамилию по месту выхода, могли стать Раями — без суффикса, что для польско-белорусской традиции не редкость.

Спорных моментов в этимологии немного, и основная путаница — между именем и прозвищем. Версия с именем Раиса выглядит правдоподобнее для случаев, когда фамилия встречается в русскоязычной среде: имя было распространённым, а фамилии от женских имён (хоть и редкие) в крестьянской среде фиксировались, если женщина была главой семьи или вдовой. Версия с прозвищем «рая» (райский человек) — скорее для южных носителей, где слово сохранило бытовое значение.