Фамилия Аннабаев — пример того, как тюркская именная традиция встретилась с русским делопроизводством. Её основа — личное имя Аннабай, а суффикс -ев просто отвечает на вопрос «чей?»: сын Аннабая. Это типичная патронимическая модель, которая закрепилась в качестве фамилии у многих тюркских народов в XIX–XX веках.

Имя Аннабай составное. Первая часть, «Анна», в тюркской среде чаще всего восходит к арабскому Анвар («лучезарный», «светлый») или Ахмад («достохвальный»), которые изменили звучание в местных говорах. Вторая часть, «бай», — древний тюркский титул, означающий «богатый», «господин», «хозяин». В именах он выполнял роль пожелания: чтобы ребёнок вырос состоятельным и уважаемым. Таким образом, Аннабай — это «богатый Анвар» или «господин Анна». Стоит отметить, что в некоторых тюркских языках, например в каракалпакском, имя могло писаться как Анабай, но в русской транскрипции закрепился вариант с двумя «н».

Суффикс -ев (а не -ов) в фамилии Аннабаев — не случайность. В русском языке он присоединяется к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или звук [й]. Аннабай даёт именно такой случай: Аннабай → Аннабаев. Это стандартная русификация тюркских имён при записи в метрики и паспорта.

Географически фамилия распространена в регионах с тюркским населением: Казахстан, Каракалпакстан, Узбекистан, а также встречается у татар. Сословно предки Аннабаевых, скорее всего, были свободными общинниками или скотоводами. Сложные имена с «бай» давали в народе, желая ребёнку доли, а не титула, поэтому фамилия не указывает на аристократическое происхождение — она отражает родовую традицию, где имя отца становилось фамилией детей.