Фамилия Абдубаева образована от мужского имени Абдубай, которое в свою очередь представляет собой сложносоставное тюркское имя. Первая часть, «абду», восходит к арабскому «абд» — «раб, слуга». Вторая часть, «бай», в тюркских языках означает «господин, богач, хозяин». Таким образом, буквальное значение имени Абдубай — «раб господина», что парадоксальным образом соединяет арабский компонент, традиционно указывающий на служение Аллаху (ср. Абдулла — «раб Аллаха»), с тюркским социальным титулом. Скорее всего, имя изначально имело сакральный подтекст: «раб Всевышнего Господина», то есть Бога, где «бай» выступает не как социальный статус, а как одно из имён Творца.

Фамилия построена по русской словообразовательной модели: к основе Абдубай добавлен патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — Абдубаев). Окончание -а в форме Абдубаева — это женский вариант фамилии, то есть носительница — женщина. Мужской вариант — Абдубаев. Такая модель типична для фамилий, возникших у народов Поволжья, Приуралья и Средней Азии, которые в XIX–XX веках входили в состав Российской империи и получали фамилии по русскому образцу.

Фамилия распространена преимущественно в Башкортостане, Татарстане, а также среди казахов. Встречаются варианты написания с одной «б» — Абубаев, что объясняется разной передачей арабской буквы «айн» в начале слова. Родственные фамилии: Абдуллин, Абдулов, Абдурахманов, но Абдубаев стоит особняком из-за тюркского компонента «бай», что делает её регионально маркированной: она реже встречается у народов Кавказа и чаще — у башкир и татар.

Социальный статус первых носителей точно не установлен, но можно предположить, что предки Абдубаевых были либо крестьянами, либо служилыми людьми, получившими имя как благопожелание. В дореволюционных метрических книгах эта фамилия фиксируется редко, что говорит о её относительно позднем оформлении — скорее всего, в конце XIX века, когда массово закреплялись фамилии у нерусского населения.