Фамилия Винтаев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В ней нет ни прозрачного ремесла, ни очевидного имени-основы, поэтому её разбор требует обращения к диалектной лексике и ономастике.

Словообразовательная модель указывает на суффикс -ев, характерный для русских фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или ц. Основа — Винтай. В русских говорах, особенно в северных и сибирских областях, слово «винтать» означало «шататься», «бродить без дела», «уклоняться от работы». Соответственно, Винтаем в народе могли прозвать человека непоседливого, бродягу или ленивого, который «винтает» от дела. Версия правдоподобна: фамилии от глагольных прозвищ с суффиксом -ай (-яй) в русском языке встречаются (ср. Болтаев, Шатаев).

Вторая, менее вероятная гипотеза связывает фамилию с профессиональным жаргоном. В среде ремесленников или торговцев «винтом» называли не только деталь, но и особый способ укладки товара или вид резьбы. Тогда Винтай — мастер, работающий с винтовой нарезкой. Однако эта версия слабее: от слова «винт» естественнее ждать фамилии Винтов или Винтовкин, а не Винтаев.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Уралу, где диалект «винтать» был в ходу. В дореволюционных переписях Винтаевы встречаются в основном среди крестьян и мещан, что подтверждает прозвищное, а не служилое или купеческое происхождение.

Похожая по модели фамилия — Шинтаев (от «шинтать» — щипать, теребить), что подтверждает продуктивность глагольных прозвищ на -ай. Винтаев, таким образом, — фамилия-характеристика, закрепившая за предком прозвище по поведению или образу жизни, а не по профессии.