Фамилия Валей не вписывается в привычные модели русских фамилий. В ней нет суффиксов -ов, -ин, -ский, которые обычно указывают на принадлежность («чей?»). Это так называемая «застывшая» форма, которая могла возникнуть двумя путями: либо как усечённый вариант отчества или прозвища, либо как транслитерация нерусской фамилии.

Самое вероятное объяснение — западнославянское или балтийское происхождение. В польском, белорусском и литовском языках слово «valius» или «wal» означает «вал» (земляная насыпь) или «вол» (кастрированный бык). Фамилия могла быть прозвищем крепкого, упрямого человека — «как вол». В польской ономастике известна фамилия Wal, а её форма Валей — это либо русифицированное окончание, либо вариант, записанный на слух при переселении носителя в русскоязычную среду.

Вторая версия, менее распространённая, но возможная для северных регионов России, — связь с диалектным словом «валить» (рубить лес, валить деревья). Прозвище Валей могли дать лесорубу или плотнику. Однако эта гипотеза слабее: в русских говорах такие прозвища обычно оформлялись суффиксом (Валяй, Валуев), а не застывшей формой.

Третий вариант — фамилия могла возникнуть как сокращение от имени Валентин (Валентинович → Валей). В XIX веке в крестьянской среде нередко отсекали часть отчества, особенно если оно было длинным. Но это скорее исключение, чем правило: фамилии в такой форме чаще встречались у еврейского населения, где «Валей» могло быть вариантом фамилии Валейчик или Вайль.

Географически фамилия Валей встречается в основном в западных областях России (Псковская, Смоленская области) и в Беларуси. Это подтверждает первую версию: регион, где веками пересекались славянские и балтийские языки, дал много фамилий без привычных русских суффиксов.

Если ваши предки носили фамилию Валей, скорее всего, они происходят из крестьян или мещан Западного края. Прозвище могло указывать на физическую силу и выносливость — качества, ценившиеся в земледельческом труде.