Фамилия Сентяев образована от нецерковного имени или прозвища Сентяй. В русской ономастике это редкий случай, когда за основу взято название месяца, причем не в чистом виде, а с суффиксом -яй, который придает слову разговорный, почти фамильярный оттенок. Сентябрь в народном календаре — время сбора урожая, завершения полевых работ и начала бабьего лета. Человек, родившийся в этом месяце, мог получить прозвище Сентябрь, а более краткая форма Сентяй возникла в бытовой речи.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Сентяев буквально означает «сын Сентяя». Модель образования типична для русских фамилий, но основа здесь необычна. Если фамилии вроде Ноябрёв или Декабрёв встречаются, то Сентяев — один из немногих примеров, где месяц стал личным именем-прозвищем. В документах XVII–XVIII веков можно встретить крестьян с записью «Сентяйко», что подтверждает реальность такого имени в северных и центральных губерниях.

Версия о тюркском происхождении фамилии маловероятна. В татарском или башкирском языках нет близкого корня, который мог бы дать форму «Сентяй», а попытки связать её с арабским «сент» (год) выглядят натяжкой. Географически фамилия встречается в основном в Поволжье и на Урале, что совпадает с зоной расселения русских крестьян, у которых была традиция давать детям «календарные» прозвища.

Таким образом, предок носителей фамилии Сентяев — скорее всего, крестьянин или посадский человек, родившийся в сентябре. Прозвище закрепилось за ним в быту, а затем перешло к детям уже как фамилия, без связи с месяцем рождения следующих поколений. Фамилия редкая, и её носители могут с большой вероятностью проследить свои корни до XV–XVII веков, когда такие прозвища были распространены.