Фамилия Султанаева образована от мужского имени Султанай, что сразу указывает на её происхождение: это отчество в форме притяжательного прилагательного. Суффикс -аев характерен для тюркских фамилий, адаптированных русской грамматикой (ср. Аксаев, Мамаев). Основа имени — арабское слово «султан» (властитель, правитель), но в народной среде оно могло стать именем-пожеланием, а не титулом. Родители называли сына Султаном или Султанаем, желая ему силы и высокого положения, но чаще это было просто данью моде на звучные имена с восточным оттенком.

Сама фамилия — женская форма, принадлежащая дочери или жене Султаная. Мужской вариант — Султанаев. Такая модель (основа на -ай + русский суффикс -ев) встречается в Поволжье, на Урале и в Западной Сибири, где активно шло смешение тюркских и славянских антропонимических традиций. Скорее всего, предки носительницы фамилии были татарами, башкирами или представителями других тюркоязычных народов, принявшими русскую фамильную форму в XVIII–XIX веках.

В отличие от фамилий на -ов/-ин, которые чаще встречаются у русских, Султанаева сохраняет прозрачную тюркскую основу. Сравните с фамилией Султанов — она образована напрямую от слова «султан» без уменьшительного суффикса и распространена шире. Султанаев (Султанаева) — более редкая, локальная форма, указывающая на конкретного предка по имени Султанай, а не на общее понятие власти. Географически фамилия тяготеет к Башкортостану, Татарстану и Оренбуржью.

Имя Султанай не стоит путать с прозвищем — это полноценное личное имя, зафиксированное в тюркской ономастике. Встречаются и варианты написания через «о» (Солтанаева), что связано с региональными особенностями произношения. Таким образом, фамилия Султанаева — это прямое указание на родство с человеком, которого звали Султанай, и её носительница может проследить свои корни в среде тюркских народов, где такие имена давали без претензии на знатность, просто как красивое и сильное имя.