Фамилия Шарапаев ведет начало от прозвища или нецерковного имени Шарапай. Корень здесь — «шарап», слово с непростой судьбой. В тюркских языках, откуда оно, скорее всего, пришло, «шарап» означает «вино» (ср. татарское, башкирское, казахское шарап). В русских говорах слово закрепилось в значении «пьяница», «гуляка», и именно так, по самой вероятной версии, прозвали человека, неравнодушного к спиртному. Впрочем, не исключено, что Шарапаем могли назвать и винодела, либо торговца вином — в южных регионах, где контакты с тюркским населением были плотными, такое прозвище могло относиться к роду занятий, а не к пороку.

Суффикс -ев указывает на типичную русскую патронимическую модель: Шарапай → Шарапаев — «сын Шарапая». То есть фамилия закрепилась за потомками человека, носившего это прозвище. Форма на -ев, а не на -ов, объясняется мягким конечным звуком основы: Шарапай заканчивается на -й, который смягчает последующую гласную.

Фамилия редкая, но встречается в Поволжье и на Урале — в зоне активного русско-тюркского взаимодействия. Встречаются варианты написания: Шаропаев, Шарапай — последний, возможно, сохранил исходную форму прозвища. Родственные фамилии — Шарапов, Шарапкин, Шараповский. Все они образованы от того же корня «шарап», но с разными суффиксами, что говорит о независимом возникновении в разных семьях.

Ономастический словарь Б. Унбегауна относит фамилии на -шарап к группе тюркских заимствований в русском именослове. Другие версии, выводящие Шарапаева из славянского «шарапать» (царапать, хватать), выглядят натяжкой: глагол этот в прозвищах почти не засвидетельствован, а тюркский след — и фонетически, и географически — убедительнее.