Фамилия Асильбаева построена по классической тюркской модели: к основе мужского имени или прозвища прибавили компонент «бай» (в переводе с тюркских языков — «богатый, хозяин, господин»). В данном случае основа «Асиль» восходит к арабскому слову «асиль» — «благородный, чистый, коренной, подлинный». Соединившись, части дают значение «богатый благородством» или «чистый господин». Суффикс «-ева» — русское грамматическое окончание, указывающее на принадлежность: Асильбаева — дочь или жена человека по имени Асильбай. Это патронимическая фамилия, типичная для тюркских народов (башкир, татар, казахов), но закреплённая в русской грамматической форме.

В отличие от большинства русских фамилий на «-ов/-ев», которые произошли от полных имён (Иван — Иванов), здесь мы видим сложное имя-конструкт. В тюркской ономастике такие составные имена с «бай» были распространены как пожелательные: ребёнку желали богатства и высокого положения. Фамилия Асильбаева могла возникнуть не ранее середины XIX века, когда у башкир и татар начали массово фиксировать родовые прозвания по отцу. До этого человека называли по имени с указанием отца: Асильбай, сын такого-то.

Географически фамилия тяготеет к Южному Уралу и Зауралью — территориям расселения башкир и части сибирских татар. Встречается в Башкортостане, Челябинской и Оренбургской областях. Вариант написания с «а» на конце (а не «Асильбаев») указывает на женскую форму, но в быту часто используется как общая, если носительница — женщина. Мужская форма — Асильбаев — встречается реже, что может говорить о более частой фиксации фамилии по женской линии в документах.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Асильбаев, Асильбай, Асильбеков) показывает, что основа «асиль» в них сохраняет значение «благородный, подлинный», а разница в суффиксах («-бай» против «-бек») отражает социальные нюансы: «бек» — более аристократичный титул, «бай» — скорее хозяйский, землевладельческий. Таким образом, предки носительницы фамилии Асильбаева, вероятно, принадлежали к зажиточным крестьянам или мелким старшинам в башкирском обществе, где имя-пожелание Асильбай было не редкостью.