Фамилия Абылайханова — яркий пример того, как русский суффикс -ов-/-ев- «прирастает» к восточному личному имени, превращая его в наследственную фамилию. В основе лежит мужское имя Абылайхан, которое имеет сложную структуру: оно состоит из двух частей — «Абылай» и «хан». Первая часть восходит к арабскому имени Абдулла (раб Аллаха), которое в тюркских языках подверглось фонетическим изменениям и превратилось в Абылай. Вторая часть — «хан» — тюркский титул, обозначающий правителя, владыку. Таким образом, полное имя можно перевести как «раб Аллаха, который является ханом» или «хан-служитель Бога», что звучит как типичное для восточной традиции составное имя с сакральным и властным оттенком.

Суффикс -ов- в фамилии Абылайханова указывает на её русскую адаптацию: он означает принадлежность (чей? — Абылайханов). В XIX–XX веках, при документировании кочевого населения Центральной Азии и Казахстана, русские чиновники часто добавляли этот суффикс к отчеству главы семьи, закрепляя его как фамилию для всех потомков. Окончание -а — это женский род, то есть носительница фамилии — дочь или жена Абылайхана.

Географически фамилия почти наверняка имеет казахское или, реже, каракалпакское происхождение. Имя Абылайхан (особенно в форме Абылай) исторически известно: его носил знаменитый казахский хан Абылай (1711–1781), объединивший жузы и боровшийся с джунгарами. Однако фамилия Абылайханова не обязательно связана с ним напрямую — она могла возникнуть у любого человека по имени Абылайхан, которое давали в честь хана или просто как звучное составное имя.

С точки зрения словообразования, фамилия редкая: она не усекает основу (как, например, Аблаев от Абылай) и сохраняет полную форму имени. Это говорит о том, что имя было воспринято как единое целое, без переосмысления. Встречаются варианты написания с одной «а» — Абылайханова, что связано с разной передачей арабской буквы «айн» в русской транскрипции. Другие однокоренные фамилии — Абылаев, Аблаев, Абылайханов (мужская форма) — образованы от той же основы, но с разной степенью сокращения.