Фамилия Штагаева — женская форма, мужской вариант — Штагаев. В основе лежит прозвище или имя Штагай, которое, скорее всего, имеет тюркское происхождение. Строение фамилии типично для русского Поволжья и Приуралья: суффикс -ев присоединился к основе на мягкий согласный, что указывает на патронимический характер — «сын Штагая».

Корень «штаг» не имеет ничего общего с морским такелажем (штаг — снасть стоячего такелажа) в русском языке, хотя такое совпадение иногда сбивает с толку. В тюркских языках, особенно в башкирском и татарском, слово «штаг» или близкие к нему звучания могут означать «прямой», «стойкий» или быть частью сложного имени. Более вероятно, что Штагай — это вариант имени Иштагай или Штагали, где первая часть восходит к арабскому «ишк» (любовь, страсть) или к тюркскому «ыш» (пара, товарищ). В таком случае имя-прозвище могло означать «любящий», «верный товарищ» или «стойкий человек».

Географически фамилия Штагаева встречается почти исключительно в Оренбургской области, Башкортостане и прилегающих районах Татарстана. Это зона активного расселения башкирских и татарских родов, принимавших православие. В XIX веке носители фамилии числились в сословии государственных крестьян и тептярей — особой категории населения Урала, сочетавшей земледелие с несением повинностей. Фамилия не дворянская и не купеческая; её носители — потомки рядовых общинников.

В написании возможна вариация Штагаева/Штагаев, но ударение почти всегда падает на второй слог: Штага́ев. Встречается также форма Штагай, которая могла быть исходным прозвищем без фамильного суффикса. Редкость фамилии объясняется локальным бытованием: она не разошлась широко за пределы исходного региона и не попала в списки массовых переселенцев.