Фамилия Вержаев — редкий пример, когда русская по форме фамилия (суффикс -ев) скрывает марийские корни. Её основа — марийское мирское имя Вержай. Оно не было христианским крестильным именем, а давалось по обычаю, в быту.

Марийское слово «вургече» означает «среда» (день недели) или «три». Отсюда две версии: имя Вержай могли дать третьему по счёту ребёнку в семье, либо родившемуся в среду. Такие числовые и календарные имена — распространённая практика у многих народов, и марийцы здесь не исключение.

На марийское происхождение прямо указывает формант -жай. В марийской ономастике это распространённый суффикс при образовании личных имён (сравните: Акманай, Вакшай, Кугерга). Со временем имя Вержай, как и большинство нецерковных имён, перешло в фамилию: сын Вержая стал Вержаевым.

Других версий происхождения фамилии, например от славянского корня или от географических названий, нет. Фамилия Вержаев — чёткий маркер марийских корней, хотя её носители сейчас живут не только в Поволжье, но и в других регионах России.