Фамилия Сибиляев — одна из тех, чья основа вызывает споры, но сама модель образования прозрачна. Суффикс -ев указывает на притяжательное значение: Сибиляй — это либо прозвище, либо имя, а Сибиляев, соответственно, «сын или потомок человека по прозвищу/имени Сибиляй». Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Сибиля́ев.

Главная загадка — в корне «Сибил-». Здесь возможны два основных пути. Первый: связь с тюркскими языками. В ряде тюркских наречий есть корни, звучащие как «сибил» или «сибел», которые могут означать «любить», «быть привязанным», или же относиться к названиям птиц и растений. В таком случае Сибиляй — прозвище ласкового, любящего человека либо того, кто чем-то напоминал птицу. Второй, более редкий вариант — связь с греческим именем Сивилла (прорицательница). В русской среде это имя могло трансформироваться в прозвище Сибила, а далее — в Сибиляй. Однако эта версия менее вероятна для крестьянской среды, где фамилии чаще возникали из бытовых прозвищ.

География фамилии узкая. Основные очаги бытования Сибиляевых — Поволжье и некоторые регионы Урала, где исторически было сильное смешение русского и тюркского населения. Поэтому тюркская версия происхождения выглядит более правдоподобной. Фамилия не относится к числу дворянских или старинных боярских — её носителями, скорее всего, были государственные или ясачные крестьяне, а также служилые люди из татарских или башкирских родов, перешедшие в православие.

Словообразовательный суффикс -ай типичен для русских прозвищ и некалендарных имён (сравните: Шумилай, Кисляй, Добрыня). Он придаёт основе оттенок действия или свойства. Таким образом, Сибиляй — это человек, обладающий качеством, заложенным в корне «сибил-». Фамилия редкая, и её носители, вероятно, происходят из одного или нескольких близких родов, расселившихся по Волге и Уралу.