Фамилия Волосаев образована от прозвища или мирского имени Волосай. В древнерусском языке слово «волос» имело широкий спектр значений: от прямого обозначения растительности на голове до метафорического использования. Прозвище Волосай могли дать человеку с особенно густыми, длинными или необычными волосами. В крестьянской среде, где стриглись редко и просто, выделявшийся волосяной покров сразу бросался в глаза и становился основой для уличного прозвища.

Суффикс -ев указывает на патронимическое происхождение: Волосаев — сын Волосая. Форма с -ев, а не с -ов, типична для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или на -й. В данном случае основа «Волосай» даёт именно такой вариант. Модель образования проста и распространена в русской ономастике: к прозвищу добавили притяжательный суффикс, и фамилия закрепилась за потомками.

Менее вероятная, но допустимая версия связывает фамилию с языческим божеством Волосом (Велесом) — покровителем скота и богатства. Имя Волос, сокращённое или изменённое в народной речи, могло превратиться в Волосай. Однако эта гипотеза слабее: культ Волоса угас задолго до формирования фамилий, а прямое имя языческого бога в прозвищах встречается редко. Скорее всего, перед нами бытовое прозвище, а не отзвук древних верований.

В географическом плане фамилия Волосаев встречается преимущественно в центральных и южных регионах России, особенно в Воронежской, Тамбовской и Ростовской областях. Это указывает на её происхождение в среде однодворцев или государственных крестьян, где прозвища фиксировались в документах уже в XVII-XVIII веках. В северных и сибирских районах фамилия редка.

Стоит обратить внимание на однокоренные фамилии: Волосов, Волосовцев, Волосатов. Волосаев отличается от них именно суффиксальной моделью и возможным исходным прозвищем на -ай, что делает её менее типичной для массового списка русских фамилий. Это не фамилия знатного рода, а меткая бытовая характеристика, закрепившаяся за крестьянской семьёй.