Фамилия Сустаев — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия и не черта характера, а конкретный предмет быта. Всё указывает на то, что прозвище Сустай получил человек, который делал или продавал суставы — так в старину называли коленные чашечки, суставные части туш, а также детали механизмов, похожие на шарниры. Слово «сустав» в русских говорах имело и переносное значение — так могли назвать складного, подвижного человека, но бытовая версия выглядит весомее.

Модель образования проста: суффикс -ев присоединился к основе Сустай. Это типичная патронимическая или прозвищная форма, отвечающая на вопрос «чей?» — сын Сустая. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог: Сустáев, хотя в разных регионах могли произносить иначе. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный или й.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и южнорусским областям — там слово «сустав» в значении «суставная кость» было в ходу у мясников и скорняков. Встречаются однокоренные фамилии Суставов, Суставцев, но Сустаев стоит особняком: она короче, а значит, могла возникнуть не от нарицательного «сустав», а от личного имени-прозвища Сустай. В документах XVII–XVIII веков такое прозвище не зафиксировано, но это не редкость для массы крестьянских фамилий, сложившихся стихийно.

Спорных версий немного. Можно предположить связь с диалектным «сустать» (устать, изнемочь), но тогда ожидалась бы форма Сустаев от Сустай в значении «усталый человек». Однако семантика «усталости» слабо вяжется с активным суффиксом -ай, который чаще образовывал прозвища по действию или предмету (Ломай, Стреляй). Поэтому версия с суставом как частью тела или механизма остаётся основной.

Социально фамилия однозначно крестьянская или посадская — дворянских родов Сустаевых не известно. Предок мог быть мясником, костоправом, либо мастером, делавшим деревянные шарниры для телег или мельниц. В любом случае, фамилия не потеряла прозрачности: любой носитель фамилии Сустаев сегодня может объяснить её корень, не заглядывая в словарь, что бывает нечасто.