Фамилия Усентаева — редкий случай, когда географический и этнический след просматривается почти сразу, но точная семантика ускользает. В основе фамилии лежит мужское имя Усентай, которое, скорее всего, имеет тюркское происхождение. Характерный суффикс -тай/-тей в тюркских языках часто служит уменьшительно-ласкательным или именным формантом, образуя имена от нарицательных слов. Корень «усен» может восходить к тюркскому «ус» (разум, ум) или к казахскому «өсен» (растение, растительность), но это лишь гипотезы. Уверенно можно сказать, что фамилия не славянская и не русская по происхождению — её принесла в русский язык ассимиляция народов Поволжья, Урала или Казахстана.

Модель образования проста: к основе Усентай добавили русский патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного), а затем — типичное окончание -а для женской формы фамилии. То есть Усентаева — это буквально «дочь (или жена) Усентая». Мужской вариант — Усентаев. Такая схема характерна для фамилий, которые возникли в XIX–XX веках у тюркоязычных народов, попавших в орбиту русского делопроизводства: при переписях и записях в метрики имя отца превращали в фамилию по русскому шаблону.

Географически фамилия тяготеет к Оренбургской области, Башкортостану и Казахстану. Встречается среди казахов, башкир и татар. В дореволюционных источниках она почти не фиксируется — это указывает на сравнительно позднее оформление, вероятно, в начале ХХ века, когда многие кочевые и полукочевые семьи получили паспорта с фамилиями. Сословно предки Усентаевых, скорее всего, были скотоводами или земледельцами, а само имя Усентай могло быть прозвищем — по характеру (умный, рассудительный) или по внешности (коренастый, «растущий»).

Сравнение с однокоренными фамилиями вроде Усенов, Усенбаев или Усенгалиев показывает, что корень «усен» — не редкость в тюркской ономастике, но именно форма с формантом -тай уникальна. В русском языке фамилия сохранила исходное ударение на втором слоге: Усента́ева.