Фамилия Топкаева образована от мужской формы Топкаев, а та, в свою очередь, — от личного имени или прозвища Топкай. В основе лежит тюркский корень, скорее всего, от слов «топ» (мяч, клубок, нечто круглое) или «топ» (пушка, орудие). В тюркских языках «топка» означает «пушка», а «топкай» — это повелительная форма глагола «топкала» (стреляй, бей из пушки). Такое прозвище могли дать артиллеристу, пушкарю или человеку с громким, резким голосом.

Суффикс -ев указывает на русскую патронимическую модель, характерную для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или -й. То есть Топкаев — это «сын Топкая». Фамилия имеет явные следы тюркского влияния, что типично для Поволжья, Приуралья и Северного Кавказа, где русские фамилии нередко возникали из прозвищ, заимствованных у соседних народов.

Встречается фамилия Топкаев среди осетин, кумыков и русских, живших в смешанных регионах. В осетинском языке «топп» — «ружье», «топпка» — «стрельба», что даёт ещё одну версию: прозвище могло относиться к меткому стрелку. В любом случае, основа фамилии связана с военным делом или охотой.

Менее вероятная, но возможная версия — от имени Топкай как уменьшительной формы от арабского Тауфик (успех, удача) с тюркским суффиксом -кай. Но в таком случае ожидалось бы написание Тауфикаев или Тавкаев, поэтому версия с «пушкой» и «стрельбой» выглядит убедительнее.

Склоняется фамилия по правилам русского языка: Топкаева, Топкаевой, Топкаеву. Встречаемость невысокая, фамилия редкая, что делает её особенно ценной для семейной истории — каждый носитель может проследить линию до конкретного прозвища предка, а не до массовой модели.