Фамилия Спиряев образована от имени или прозвища Спиряй. Основа здесь — Спир, сокращённая форма крестильного имени Спиридон. В народной речи имя Спиридон превращалось в Спиря, Спира, Спирид, а от них уже возникли ласкательные и обиходные формы: Спиряй, Спиряга, Спирка. Суффикс -яй в имени Спиряй — типичный для русских уменьшительно-ласкательных имён XIX века (сравните: Андрей — Андряй, Василий — Васяй, Павел — Паляй). Затем по модели отчества на -ев фамилию закрепили за потомками: «чей сын?» — Спиряев.

Само имя Спиридон греческого происхождения, означает «корзинка», «плетёная корзина» или «духовный». В народе его переосмыслили: Спиридона-Солноворота считали покровителем плотников и кровельщиков, а в некоторых областях — человеком, который «поворачивает» зиму на лето. Но прозвище Спиряй могло возникнуть и независимо от церковного календаря — как бытовое имя, данное по внешности или характеру. В северных и вологодских говорах «спиря» означало «задира, сварливый человек», а «спиряй» — «ворчун» или «плакса». Так что предки Спиряевых могли быть обладателями неспокойного нрава, либо, наоборот, получить имя по святому, что в крестьянской среде случалось реже.

Фамилия довольно редкая. По переписям XIX века Спиряевы встречаются в Вятской губернии, в Пермской и на Урале, что косвенно указывает на севернорусское происхождение. Суффикс -ев, а не -ов, говорит о том, что основа оканчивалась на мягкий согласный или й: Спиряй → Спиряев. В некоторых документах можно найти вариант Спиряев с двойным «е» или написанием через «Ѣ» (СпирѢев), но это орфографические случайности дореволюционного времени.

С точки зрения словообразования фамилия Спиряев стоит в одном ряду с более известными Спиридонов, Спирин, Спирид, Спиркин. Но если Спиридонов — прямое отчество от полного имени, то Спиряев — народная, диалектная ветвь, которая сохранила живую форму имени, не попавшую в святцы. Это типичный случай, когда фамилия оказывается точнее имени: она хранит ту самую разговорную версию, которую произносили в повседневности, а не в церкви.