Фамилия Сыртаева — женская форма, мужская — Сыртаев. Чтобы разобраться в её происхождении, стоит начать с суффикса. Формант -ев указывает на притяжательный падеж: такую фамилию обычно давали по отцу, чьё имя или прозвище оканчивалось на мягкий согласный или -й. Основа — Сыртай.

Самая прямая версия связывает фамилию с тюркским миром. В казахском, татарском, башкирском языках слово «сыр» означает «тайна», «секрет», «загадка». Аффикс -тай часто встречается в личных именах и прозвищах как уменьшительно-ласкательный или указывающий на качество. Сыртай — «таинственный», «скрытный», «загадочный человек». В кочевой среде такое прозвище могли дать человеку молчаливому, нелюдимому или тому, кто умел хранить секреты. Ономасты, в частности, отмечают, что модели с -тай (как Каратай, Сарытай) характерны для тюркской антропонимии и часто становились фамилиями без изменений, лишь с добавлением русского патронимического суффикса.

Менее вероятная, но возможная версия — от диалектного русского слова «сырта» или «сырт», которое в некоторых говорах (например, уральских, сибирских) означало «возвышенность», «холм», «гряда». В этом случае Сыртаем могли прозвать человека, жившего на взгорье, или того, кто ходил «сыртом» — дальней, глухой дорогой. Однако эта гипотеза слабее: географические прозвища реже образуются с суффиксом -ай, а в словарях русских говоров форма «Сыртай» не зафиксирована как распространённое прозвище.

Фамилия Сыртаева — редкая. Встречается преимущественно в Поволжье, на Южном Урале и в Западной Сибири — в зоне активных контактов русского и тюркского населения. Носители фамилии, скорее всего, происходят из татар, башкир или казахов, принявших православие и русифицировавших фамилию, либо из русских, получивших прозвище от тюркского соседа.

Социальный состав предков определить сложно: фамилия не дворянская и не купеческая, её носителями в XIX веке были крестьяне, казаки и мещане. Никаких громких исторических фигур с этой фамилией не известно — это обычная родовая метка, за которой стоит конкретный человек по прозвищу Сыртай.