Фамилия Рустаев — редкий случай, когда в основе почти наверняка лежит личное имя, но не славянское, а тюркское или арабское. Если отбросить фамильный суффикс -ев (вариант -ов после мягкой основы), получим корень Рустай. Это искажённая или диалектная форма имени Рустам (в арабской и персидской традиции — Рустам, могучий богатырь, герой эпоса «Шахнаме»). У народов Поволжья и Кавказа имя Рустам нередко передавали как Рустай, Руста, Рустям — по законам местного произношения, где конечный «м» переходил в «й» или отпадал.

Отчество от такого имени и дало фамилию: Рустаев — буквально «сын Рустая». Ареал фамилии подтверждает эту версию: Рустаевы встречаются преимущественно среди татар, башкир, кумыков, а также у осетин. В русских документах фамилия могла закрепиться через крещёных татар или через кавказских горцев, перешедших на русскую фамильную модель. Встречается и вариант написания Рустаев с ударением на второй слог — что типично для тюркских заимствований.

Есть и более прозаичная, но менее вероятная версия: от прозвища Рустай, связанного со словом «руст» или «руста» в северных русских говорах (например, «рустый» — рыжий или ржавый). Однако эта гипотеза не выдерживает критики: в русских писцовых книгах XVI–XVII веков фамилия Рустаев не встречается, а распространение её чётко привязано к регионам исламской культуры. Поэтому основная, и почти бесспорная, версия — арабо-персидское имя Рустам, перешедшее в русскую фамилию через тюркское посредничество.