Фамилия Зайнакаева образована от имени Зайнакай — ласковой или уменьшительной формы мужского имени Зайнак, которое, в свою очередь, восходит к более полному арабскому имени Зайнулла. Корень здесь — арабское «зайн», то есть «украшение», «красота», «убранство». Вторая часть имени «-улла» означает «Аллах». В сумме имя Зайнулла переводится как «украшение Аллаха» — типичный для мусульманской традиции пример теофорного имени, которое призвано наделить носителя божественным благословением и достоинством. Таким образом, Зайнакай — это сокращённый, домашний вариант, который в быту закрепился за человеком, а затем перешёл в фамилию по стандартной для тюркских народов модели: к основе на согласный добавлялся русский суффикс принадлежности -ев (в женском роде — -а).

Фамилия зафиксирована в исторических документах Республики Башкортостан. В метрических и учётных записях встречаются Адыльгарей Саитович Зайнакаев (1921 года рождения), Айгиш Зайнакаевич Зайнакаев (1901 года рождения) и Касим Зайнакаевич Зайнакаев (1903 года рождения). То, что у двух последних отчество образовано от той же основы (Зайнакаевич), указывает на то, что имя Зайнакай было в ходу как минимум в двух поколениях — это не единичное прозвище, а устоявшееся личное имя в башкирской среде начала XX века.

Словообразовательная модель фамилии — суффикс -ев, присоединённый к основе на -ай. В тюркских языках имена с таким окончанием (типа Зайнакай, Алтынай, Айнакай) часто образуют фамилии без усечения гласной, что отличает их, например, от фамилий на -ин (от основ на -а/-я). Фамилия Зайнакаева — женская форма; мужской вариант — Зайнакаев. Фонетически фамилия несёт отчётливый отпечаток башкирского или татарского произношения: ударение, скорее всего, падает на третий слог (Зайнака́ев), хотя в русской передаче возможны колебания.