Фамилия Зотаев — наглядный пример того, как в русской антропонимии работает модель «имя + притяжательный суффикс». Основа здесь — Зотай, краткая форма канонического имени Зотик (Зотик — народный вариант греческого Зотикос, что значит «жизненный», «живительный»). Суффикс -ев указывает на происхождение от отца: Зотаев буквально «сын Зотая». В бытовой речи XIX века Зотаем могли называть и обладателя полного имени Зотик, и человека, которого в семье или деревне звали уменьшительно.

Интересно, что в некоторых говорах слово «зот» имело самостоятельное значение — так называли скупого, прижимистого человека, а также усталое, изнуренное животное. Вряд ли эта версия основная: церковное имя Зотик было распространено в крестьянской среде, и фамилии от него встречаются чаще, чем прозвищные от нарицательной лексики. Однако полностью исключать прозвищный след нельзя — в северных и сибирских диалектах «зотать» означало «шататься без дела», «слоняться». Если прозвище Зотай закрепилось за человеком с таким поведением, фамилия приобретает второй, бытовой смысл.

Географически фамилия Зотаев тяготеет к Поволжью и Уралу. В метрических книгах XIX века носители чаще всего встречаются в Симбирской, Самарской и Оренбургской губерниях. Это были государственные крестьяне, реже — мещане. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что типично для отчеств, образованных от простонародных форм имени.

С точки зрения словообразования фамилия Зотаев стоит в одном ряду с Зотиковым, Зотьевым и Зоткиным. Разница только в суффиксе: -ев закрепился за формой на -ай (Зотай → Зотаев), а -ов — за полным именем Зотик. Встречается и вариант Зотаев с ударением на последний слог — в южнорусских говорах такое смещение ударения было обычным для фамилий на -ев.