Фамилия Сертаев — редкий случай, когда тюркская основа почти наверняка легла на русскую словообразовательную модель, но вопрос в том, какой именно тюркский корень здесь сработал. Самая вероятная версия: в основе лежит казахское или башкирское имя Серт (или Сертбай). В тюркских языках «серт» означает «зарок», «клятва», «обет» — имя давали с пожеланием, чтобы человек держал слово, был верен обещанию. Суффикс -ев указывает на то, что фамилию оформляли уже по русскому образцу, типичному для крещёных тюркских народов в XIX — начале XX века.

Есть и вторая гипотеза, менее распространённая: связь с диалектным словом «серта» или «сёрта» — так в некоторых говорах называли шерсть низкого качества, очески, или же бранно — неопрятного человека. Но эта версия слабее: во-первых, слово редкое и локальное, во-вторых, фамилии с явно тюркским звучанием (на -таев, -баев, -каев) почти всегда восходят к личным именам, а не к русским диалектизмам.

Сертаевы — фамилия нечастотная, её основной ареал — южный Урал и северный Казахстан (Оренбуржье, Челябинская область, Костанайская область). Там она встречается у казахов, башкир и татар, реже — у русских, что подтверждает её тюркские корни. Встречаются варианты написания с одной «т» — Сертаев, и с двумя — Сертаев, но в документах преобладает первый.

С точки зрения социальной истории, предки носителя фамилии — скорее всего, степняки-скотоводы или казаки, принявшие православие и получившие фамилию по имени отца. Фамилия не дворянская и не купеческая — она из народной толщи, где имя-прозвище закреплялось за родом без привязки к сословной иерархии.