Фамилия Волгаева, на первый взгляд, кажется связанной с великой русской рекой Волгой. Однако в ономастике прямой топонимический путь — от названия реки к фамилии — встречается реже, чем кажется. Чаще всего в основе лежит не географическое название, а личное прозвище или неканоническое имя. В случае с Волгаевыми есть два основных варианта, и первый из них — самый вероятный.

Основная версия: фамилия образована от прозвища или мирского имени Волгай. В русских говорах «волгай» или «волгарь» — это человек, живущий на Волге, но также и бурлак, рабочий на речных судах. Суффикс -ай в подобных прозвищах (сравните: Гуляй, Бодай, Ломай) часто придавал оттенок действия или характерного признака. Таким образом, Волгай — это не просто «житель с Волги», а, скорее, человек, чья жизнь и работа были связаны с рекой: лоцман, рыбак, перевозчик. Фамилия Волгаев (а от неё женская форма Волгаева) закрепилась за потомками такого человека.

Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование, — происхождение от крестильного имени. В старину существовало редкое имя Волга, которое могло быть сокращением от Владимир или Волегость, либо давалось как «речное» имя по языческой традиции. В этом случае фамилия означает «сын Волги», но с оговоркой: Волга здесь не река, а человек с таким именем. Подтвердить эту версию сложно из-за редкости документальных свидетельств.

По словообразовательной модели фамилия Волгаева типична для центральной России и Поволжья. Суффикс -ев указывает на принадлежность: «чей?» — Волгаев, то есть из рода Волгая. Интересно, что фамилия не имеет «дворянского» суффикса -ский и не указывает на владение землёй, что говорит о её крестьянском или мещанском происхождении. Предки современных Волгаевых с высокой долей вероятности были людьми рабочего сословия, чья жизнь проходила на воде или у воды — бурлаками, рыбаками, ремесленниками в приречных слободах.