Фамилия Сартаев — один из тех случаев, когда этимологический разбор упирается не в славянский корень, а в тюркское прозвище или этноним. Основа фамилии — «сарт» — слово с долгой и сложной историей в Средней Азии. В дореволюционной этнографии «сартами» называли оседлое население (в основном узбеков и отчасти таджиков) в противовес кочевникам-скотоводам. Прозвище Сарт мог получить человек, переселившийся из среднеазиатских регионов, либо тот, кто внешне или по роду занятий ассоциировался с оседлой торговой культурой Востока.

Модель образования типична для русских фамилий тюркского происхождения: к основе на согласный добавляется русский патронимический суффикс -ев (Сарт + ев). Фамилия означает «сын (или потомок) Сарта». Важно не путать с фамилией Сартаков, где суффикс -ов присоединён к той же основе, но разница в написании может указывать на разные ветви или региональные особенности фиксации в документах.

Географически фамилия Сартаев распространена в Поволжье (особенно среди татар и башкир), в Оренбургской области, а также в Казахстане. Это неудивительно: именно в этих регионах исторически был активен контакт русского и тюркского населения. Встречается она и у русских, но в таких случаях почти всегда указывает на тюркские корни в роду. Дворянских родов Сартаевых в «Бархатной книге» или «Гербовнике» нет — фамилия бытовала в крестьянской, казачьей и купеческой среде, где прозвище закреплялось за родом естественным путём.

Спорных версий здесь немного. Иногда «сарт» пытаются возвести к монгольскому «сарт» — «луна», но эта гипотеза не подкреплена этнографическим материалом. Куда правдоподобнее, что прозвище отражало реальное или приписанное соседу происхождение: «сарт» — торговец, горожанин, человек из Бухары или Хивы. Так что предок носителя фамилии Сартаев, скорее всего, был выходцем из оседлой части Средней Азии, который осел в русскоязычной среде и получил фамилию по своему «восточному» статусу.