Фамилия Трогаева — женская форма, а её мужской вариант, Трогаев, образован по стандартной для русских фамилий модели с суффиксом -ев. Этот суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Трогаев, то есть сын или потомок человека по прозвищу Трогай. Сама основа фамилии — глагол «трогать» в его старом, более конкретном значении.

В русских говорах слово «трогать» имело не только современное значение, но и означало «задевать, сдвигать с места, беспокоить». Однако прозвище Трогай, скорее всего, давали не просто за суетливость. В ономастике есть версия, что это могло быть прозвище человека, который трогал, то есть начинал какое-то дело, был зачинщиком или заводилой. В некоторых диалектах «трогаться» означало «отправляться в путь», так что Трогаем могли назвать странника, бродягу или человека, который часто переезжал.

Версия о происхождении от неканонического имени Троган или Трога (сравните с древнерусским именем Троган, упоминаемым в исторических актах) менее вероятна, так как такие имена обычно оставляют след в виде фамилий на -ин (Троганин). Суффикс -ев прямо указывает на прозвищную основу, а не на имя.

Фамилия редкая и географически привязана к центральным и южным областям России. Встречается в старых списках Воронежской и Тамбовской губерний, что косвенно подтверждает диалектный характер прозвища: именно в этих краях слово «трогать» в значении «начинать, затевать» фиксируется этнографами. Таким образом, предок носителей фамилии Трогаевых мог быть инициативным, деятельным человеком, которого в деревне знали как «зачинщика» или «затейника».

В написании фамилии стоит обратить внимание на ударение. В большинстве случаев оно падает на второй слог: Трога́ев, хотя в некоторых семьях могло сместиться на первый под влиянием глагола «тро́гать». Это не ошибка, а вариант бытования фамилии в живой речи.