Gönülay, gönül ve ay sözcüklerinden kurulmuş bir kız adıdır; olası anlamı “gönlü ay gibi aydınlık olan”dır. Nişanyan Sözlük gönül sözcüğünü Eski Türkçe köŋül biçimine bağlar; sözcüğün ilk anlamı göğüs, mecazi anlamı yürektir. Sözlük, sözcüğün Orhun Yazıtları'nda gözyaşı ve ağıtla birlikte anıldığı bir tanığı da verir. Ay ise Eski Türkçe āy'dan gelir ve hem gökteki cismi hem süreyi anlatır.
Sözlüğe göre gönül, kögüz (göğüs) ve kükremek fiiliyle de akraba olabilir; ancak sözcüğün yapısı tam olarak açık değildir. Gönülay'da ünsüzle biten gönül ile ünlüyle başlayan ay birleşirken araya ses girmez ve ad akıcı biçimde söylenir. Benzer adlar içinde Güleray, Gülenay ve Güvenay da ay ile biten kız adlarıdır.