Фамилия Сентяева происходит от личного имени Сентяй — так в старину могли называть человека, чьё крестильное имя было Семён или Евсевий. Имя Семён в переводе с древнееврейского означает «услышанный Богом в молитве», а Евсевий — греческое слово со значением «благочестивый». Сентяй в этом ряду — не самостоятельное имя, а народная, разговорная форма, которая возникла в чувашской среде. Такое переосмысление церковных имён на местный лад — обычное дело для Поволжья, где русские имена соседствовали с традициями соседних народов.

Сама фамилия образована по простой и распространённой модели: к основе Сентяй добавили типичный русский суффикс принадлежности -ев, а затем родовое окончание -а. Получается, что Сентяева буквально означает «дочь или жена Сентяя», а изначально фамилия закрепилась за потомками этого человека. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что в основе лежит имя или прозвище, оканчивающееся на мягкий согласный или й.

Судя по форме имени, основатель рода Сентяевых вряд ли принадлежал к знати. Такие уменьшительные и производные имена чаще встречались в крестьянской и посадской среде, где полное церковное имя в быту заменяли коротким и удобным для повседневной речи. Фамилия закрепилась за потомками уже после того, как имя Сентяй перестало употребляться самостоятельно, и со временем превратилась в устойчивый родовой знак.

Любопытно, что фамилия сохранила женскую форму Сентяева, которая в русской традиции указывает на принадлежность женщине, но в качестве родового имени она используется наравне с мужским вариантом Сентяев. Такая парность — обычное явление для русских фамилий, где женская форма образуется механически и не несёт отдельного смысла.