Фамилия Сергуняева образована от имени Сергуня — народной, обиходной формы крестильного имени Сергей. Имя Сергей, восходящее к римскому родовому Sergius, на русской почве дало множество производных форм: Серёга, Сергун, Сергуня. В основе фамилии лежит именно вариант Сергуня, который в прошлом был вполне обычным именем или прозвищем в крестьянской и мещанской среде. Притяжательный суффикс -ев указывает на принадлежность: «чей?» — Сергунев, то есть сын или потомок Сергуни. Фамилия Сергуняева — это женская форма от Сергуняев, которая закрепилась в документах, когда речь шла о женщине, или как вариант написания, передаваемый по женской линии.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным регионам России, особенно к зоне бытования акающих говоров, где имя Сергей часто произносили как «Сергун» или «Сергуня». Встречается она и на Урале, куда переселенцы принесли её вместе с другими отчествами. По данным переписей XIX века, носители фамилии Сергуняевы (и её варианта Сергуняев) фиксировались в Тамбовской, Рязанской и Воронежской губерниях — в среде государственных крестьян, реже однодворцев.

Словообразовательная модель здесь простая и прозрачная: основа Сергун(я) + суффикс -ев. Это типичная патронимическая фамилия, каких в России сотни тысяч. Но есть в ней одна особенность: окончание -яев, а не более привычное -ин. Если бы фамилия пошла от Сергуни, ожидалось бы Сергунин (как от Гаврила — Гаврилин). Здесь же суффикс -ев, что указывает на то, что исходная форма имени звучала как Сергуняй или Сергуней — в некоторых говорах так называли Сергея, добавляя к основе окончание -ай/-ей. То есть Сергуняев — это «сын Сергуняя», а Сергуняева — его дочь или вдова. Такая модель встречается реже, чем стандартные -ов/-ев, и делает фамилию чуть более узнаваемой среди однокоренных.

В ономастике фамилия Сергуняева не привлекала специального внимания исследователей, но её ближайшие «родственники» — Сергунин, Сергунов, Сергунцов — описаны в работах Б. Унбегауна и В. Никонова как типичные производные от имени Сергей. Никакой другой, не связанной с именем, основы у неё нет: попытки вывести корень от «сергун» (якобы «ворчун» или «сердитый») лингвистически несостоятельны, потому что такого слова в русском языке не зафиксировано. Так что носитель фамилии Сергуняева может быть уверен: его предок звался Сергуней, и это было ласкательное, домашнее имя, которое со временем стало фамильной меткой.