Фамилия Топтаева — женская форма фамилии Топтаев, а в её основе лежит прозвище или мирское имя Топтай. Словообразовательная модель проста: к основе «топта-» добавили патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Топтая). Суффикс -ев, а не -ов, появился из-за мягкого или шипящего звука на конце основы (в данном случае — «й»).

Корень «топт-» связан с глаголом «топтать». Прозвище Топтай могли дать человеку с тяжёлой, грузной походкой, который «топал» при ходьбе. В русских говорах слово «топтыга» — известное прозвище медведя, так что не исключено, что предок носителя фамилии получил прозвище за медвежью неуклюжесть или силу. Реже «топтать» означало «мять, давить», и прозвище могло относиться к ремеслу — например, к кожевнику, который топтал кожи в чане, или к работнику, топчущему глину для кирпичей.

Географически фамилия Топтаев (и Топтаева) встречается в основном в Поволжье и на Урале — в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской области. Это наводит на мысль о возможных тюркских корнях. В тюркских языках есть слово «топ» — «мяч, клубок, нечто круглое», а аффикс -тай часто образовывал имена (ср. Коптай, Болтай). Тогда Топтай — это «круглый, полный» человек. Версия не противоречит русской, но объясняет, почему фамилия распространена именно в регионах смешения народов.

В документах XVIII–XIX веков Топтаевы могли быть государственными крестьянами или однодворцами — сословиями, которые несли тягло, но имели личную свободу. Фамилия недворянская, в «Бархатной книге» и родословных списках не значится. В советское время она не исчезла, но осталась редкой: по переписи 2020 года в России носителей фамилии Топтаева меньше тысячи человек, большинство — в сельской местности.