Фамилия Жолаев — редкий случай, когда основа почти наверняка не русская, а тюркская, но фамилия оформлена по русской словообразовательной модели. Суффикс -ев указывает на принадлежность: «чей?» — Жолаев, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Жолай.

Само имя Жолай — составное, из двух тюркских корней. Первая часть «жол» в большинстве тюркских языков (казахском, киргизском, башкирском) означает «дорога», «путь». Вторая часть «ай» — «луна» или ласкательно-уменьшительный аффикс, часто встречающийся в личных именах (как в именах Айбек, Айгуль). Таким образом, Жолай можно перевести как «лунный путь» или, что вероятнее, «дорога луны» — поэтическое имя-пожелание, чтобы жизненный путь человека был светлым, как лунная дорожка. Встречается также вариант толкования, где «жол» — это не только путь, но и «счастье», «удача» (от казахского «жолы болу» — везти). Тогда имя Жолай означает «счастливая луна» или «удачливый, как луна».

Географически фамилия Жолаев распространена в среде казахов, отчасти у киргизов и башкир. В дореволюционной России и в советское время, при переписях и паспортизации, тюркские имена часто русифицировали, добавляя фамильный суффикс. Так Жолай превратился в Жолаев. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или скотоводческая — её носители были кочевниками или полукочевниками, для которых понятие «дороги» и «пути» было не абстрактным, а бытовым.

Стоит отметить, что в русском языке фамилия выглядит как отчество от имени Жолай, но в тюркской среде отчества не было — сына Жолая звали бы просто Жолайулы (сын Жолая). Фамилия же закрепилась в документах именно в форме Жолаев, и теперь её носители могут быть как казахами, так и русскими, унаследовавшими фамилию от тюркского предка.