Фамилия Степкаев образована от имени Степкай. Это не просторечная форма канонического Степан, а скорее региональный или диалектный вариант, характерный для южнорусских и украинских говоров. В основе лежит имя Степан (от греческого Στέφανος — «венок, венец»), но суффикс -кай указывает на уменьшительно-ласкательную или, что вероятнее, на обиходно-бытовую форму, которая могла закрепиться за человеком в повседневном общении. Такие формы с окончанием -ай (Гришай, Мишай, Васяй) встречаются в ряде областей, особенно в Рязанской, Тамбовской, Воронежской губерниях, где смешивались русские и украинские диалектные черты.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе Степкай добавили патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). Буквально Степкаев означает «сын Степкая». В официальных документах, особенно при переписи населения XIX века, писарь мог записать фамилию именно так, как слышал от крестьянина, отсюда и нестандартное окончание -ев вместо привычного -ов. Встречается также вариант написания Степкаёв, но он редок и, скорее всего, отражает местное произношение с ударением на последний слог.

Лингвистический интерес представляет суффикс -кай: он не столь распространён, как -ка (Степка) или -енька (Степенька), и указывает на то, что предок носителя фамилии жил в зоне диалектного контакта. В словаре русских фамилий Б. О. Унбегауна подобные формы упоминаются как «южнорусские» или «малороссийские». Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Степанов, Степкин, Степаненко, — то Степкаев стоит особняком: он не столь массовый, как первые, и не столь очевидно украинский, как последние. Это указывает на то, что фамилия могла возникнуть в среде крестьянства, где имя Степан было одним из самых распространённых, а местная речевая традиция «переплавила» его в необычную форму.

По сословной принадлежности Степкаевы, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, а в списках купечества она не встречается. Географически фамилия тяготеет к Центральному Черноземью и югу России, хотя отдельные носители могли переселиться в Сибирь или на Урал в ходе аграрных реформ XIX века. Точных данных о времени возникновения нет, но по модели образования фамилия могла окончательно закрепиться не ранее конца XVII — начала XVIII века, когда массово оформлялись русские фамилии у непривилегированных сословий.

Спорных версий происхождения немного. Иногда Степкаев ошибочно связывают с тюркским корнем «степь» или словом «степкать» (стучать, бить), но это народная этимология, не выдерживающая критики: суффикс -ев чётко указывает на отчество, а основа явно антропонимическая. Более правдоподобна гипотеза о том, что Степкай — это не имя, а прозвище от диалектного глагола «степкаться» (ссориться, ругаться), но она слабо подтверждается источниками и уступает версии с именем Степан.