Фамилия Зенаев — редкий случай, когда основа почти наверняка восходит к личному имени, но точное исходное имя приходится восстанавливать через косвенные данные. В центре здесь суффикс -ев, который в русской модели образования фамилий присоединялся к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или на -й. Значит, ядро фамилии — имя или прозвище Зенай (или Зеней).

Самое правдоподобное объяснение: Зенай — это разговорная, «домашняя» форма крестильного имени Зиновий. В русской народной среде церковные имена часто усекались и переделывались до неузнаваемости: Зиновий превращался в Зеню, Зену, а от них легко образуется Зенай. Если это так, то предок носителя фамилии был Зиновием, а сама фамилия означает «сын Зеная» (то есть Зиновия). Имя Зиновий греческого происхождения, в переводе — «живущий божественно» или «Зевсова жизнь», но к быту русского крестьянина это имело мало отношения: имя давали по святцам, и оно было вполне обычным.

Менее вероятный, но не исключённый вариант — связь с тюркскими языками. В некоторых тюркских наречиях есть корень «зен» или «зенг» со значением «богатство», «роскошь», «колокол» (звукоподражательное). Фамилия могла возникнуть в среде татарской или башкирской знати, если исходное прозвище Зенай означало «богач» или «звонкий». Однако против этой версии говорит то, что типично тюркские фамилии чаще оформляются суффиксами -ов/-ев, но с другим типом ударения и огласовки. В русском контексте форма Зенаев выглядит как чисто славянское патронимическое образование, а не как заимствование.

Географически фамилия встречается рассеянно: единичные носители есть в Поволжье, на Урале и в центральных областях России. Это говорит о том, что фамилия не возникла в каком-то одном замкнутом регионе, а появлялась в разных местах независимо, каждый раз от своего «Зеная».

Словообразовательная модель проста: суффикс -ев указывает на принадлежность. Фамилия Зенаев — буквально «чей?» — Зенаев, то есть «из рода Зеная». В сословном отношении носители могли быть и крестьянами, и мещанами: патронимические фамилии на -ов/-ев в XIX веке покрывали почти всё непривилегированное население России. Дворянских родов с такой фамилией в родословных книгах не зафиксировано, что тоже косвенно подтверждает её народное, «низовое» происхождение от усечённой формы Зиновия.