Фамилия Зайнакаев — редкий пример, где на стыке имени и суффикса образовалась необычная звуковая форма. Её основа — тюркское (скорее всего, башкирское или татарское) мужское имя Зайнак. Это имя, в свою очередь, является уменьшительно-ласкательной формой от более полного имени Зайнулла (араб. «краса Аллаха») или Зайнаб (араб. «полная, дородная»). В тюркской среде было принято укорачивать длинные арабские имена, добавляя к корню аффикс -ак/-ек: Зайнулла превращался в Зайнак, как, например, Ахмадулла — в Ахмак.

Суффикс -ев в окончании указывает на русскую адаптацию фамилии по патронимической модели. В татарских и башкирских семьях фамилии часто образовывали от имени отца с помощью русского суффикса принадлежности: Зайнакаев буквально означает «сын Зайнака». Фонетически примечательно, что в основе сохранился твёрдый звук [к] перед суффиксом, что для русского языка нехарактерно — обычно в заимствованиях смягчают («Зайнакев»). Это говорит о том, что фамилия закрепилась в письменном виде довольно поздно, уже в советское время, когда метрики фиксировали произношение без адаптации.

Географически фамилия тяготеет к юго-востоку Башкортостана и прилегающим районам Оренбургской области, где исторически компактно живут башкиры рода усерган или тамьян. В этих местах имя Зайнак встречалось как самостоятельное, не обязательно как сокращение. Встречается фамилия и у татар-мишарей, но реже.

По сословному происхождению носители фамилии — скорее всего, потомки башкир-вотчинников или государственных крестьян. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что типично для поздних фамилий, возникших у нерусского населения в XIX — начале XX века. Интересно, что в некоторых переписях начала XX века фамилию записывали как Зайнаков — без второго «а», но вариант с двумя «а» победил, вероятно, из-за того, что в тюркском произношении имя звучит как Зайнакай (с конечным «й»), а русское ухо воспринимало это как долгий «а».