Фамилия Сурдяев образована от прозвища Сурдяй. Его основу, скорее всего, составляет слово «сурда» — так в некоторых русских говорах, особенно на северо-западе, называли глухого или тугого на ухо человека. Сравните с диалектным глаголом «сурдать» — глохнуть, плохо слышать. Таким образом, прозвище Сурдяй могли дать человеку с ослабленным слухом. Это прозвищная модель, типичная для русских фамилий: по физическому недостатку или особенности (ср. Глухов, Косов, Хромов).

Суффикс -ай в прозвище Сурдяй — активная модель в русской антропонимии, часто с экспрессивным, несколько сниженным оттенком. Сравните: Гуляй, Лентяй, Слоняй. Фамилия образована по стандартной патронимической схеме: Сурдяй → Сурдяев, то есть «сын Сурдяя». Ударение в фамилии, вероятнее всего, падает на второй слог: Сурдя́ев.

Менее вероятна, но возможна связь с тюркским словом «сур» — серый, седой, или с глаголом «сурдить» (в некоторых говорах — сердить, гневать). Однако первая версия, от «сурда» (глухой), кажется более надёжной, поскольку она укладывается в продуктивную модель прозвищ по физическим признакам и имеет диалектное подтверждение. Фамилия фиксируется в основном в центральных и северных регионах России, реже на Урале. Однокоренных фамилий, например Сурдин или Сурдов, почти не встречается, что делает Сурдяева довольно обособленным в словообразовательном гнезде.