Фамилия Щепаева — женская форма, мужская — Щепаев. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Щеп, Щепа, которое давали человеку с заметной чертой: худой, щуплый, «щепетильный» в старом значении — тонкий, как щепка. В русских говорах «щепа» означала не только осколок дерева, но и худого, сухопарого человека. Так могли прозвать и того, кто занимался щепным товаром — мелкой деревянной утварью, лучиной, дранкой. Прозвища от слова «щепа» встречаются в документах с XV–XVI веков, например, крестьянин Щепа в новгородских писцовых книгах.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Щепаев буквально значил «сын Щепы» или «из семьи Щепы». Это типичная патронимическая модель для фамилий на -ев, образованных от основ на мягкий согласный или -а. В отличие от фамилий на -ов (Щепов), вариант Щепаев возник в говорах, где исходное прозвище звучало как Щепай — так называли человека, который «щепает» (колет, расщепляет) дерево. В этом случае Щепай — прозвище по ремеслу: дровосек, лудильщик, изготовитель щепы. Фамилия Щепаев тогда означает «потомок Щепая».

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку России: чаще встречается в Кировской, Костромской, Вологодской областях, а также в Пермском крае. Это зона активного бытования фамилий на -ев и -ин, где «акающие» говоры могли дать форму Щепаев вместо Щипаев (от слова «щипать»). В некоторых записях XIX века Щепаевы числились государственными крестьянами — то есть лично свободными, но приписанными к казённым землям. Сословный состав фамилии не выходит за рамки крестьянского и мещанского, что типично для прозвищных фамилий.

Иногда фамилию путают со Щепиным (от «щепка») или Щаповым (от «щап» — щеголь), но корень здесь иной: в Щепаеве нет уменьшительного суффикса -к- и нет значения «щеголь». Спорная версия — связь с тюркским «щепа» как искажение имени Шеба или Шейба — маловероятна, так как фамилия не имеет следов тюркской адаптации в документах. Наиболее убедительная версия: прозвище по внешности или занятию, закрепившееся в северорусской среде.