Фамилия Айтбайев — редкий случай, когда русский фамильный суффикс не спрятал, а, наоборот, подчеркнул внутреннюю форму тюркского имени. Основа здесь — составное мужское имя Айтбай, которое встречается у казахов, киргизов, каракалпаков. Первая часть, «айт», может восходить к тюркскому глаголу «говорить, сказать» или к арабскому заимствованию «айт» (праздник, то есть мусульманский ид). Вторая часть — «бай»: «богатый, господин, хозяин». Получается либо «богатый праздником» (имя по случаю рождения в большой праздник), либо «скажи, бай» — имя-пожелание, чтобы мальчик вырос красноречивым и уважаемым.

Суффикс -ев — стандартный способ русификации нерусских фамилий в XIX–XX веках. В отличие от славянских фамилий на -ов, где суффикс отвечает на вопрос «чей?», здесь он чисто грамматический, оформляющий тюркскую основу по русскому образцу. Интересно, что в казахской и киргизской среде фамилия обычно выглядит как Айтбаев (без лишнего «й»), а вариант Айтбайев — результат буквальной записи исходного имени, где слоги «ай» и «бай» не сливаются. Такое написание — подарок для этимолога: оно сохраняет прозрачную структуру.

География фамилии предсказуема: Казахстан, Киргизия, а также тюркские диаспоры в России — Оренбургская и Астраханская области, Башкортостан. В дореволюционных документах носители фамилии — в основном скотоводы, земледельцы или мелкие торговцы из степных регионов. Сословный состав был пёстрым: от кочевников до оседлых крестьян, реже купцов. Дворянских родов с такой фамилией нет — типичная судьба для тюркских фамилий, полученных в ходе русификации.

Спорных версий происхождения немного. Иногда «айт» путают с арабским «айат» (знамение, чудо), но это маловероятно: в тюркских языках «айт» как «праздник» или «речь» — устойчивая лексема. Ещё реже фамилию связывают с казахским «айт» (приказ, наказ), но корень тот же — глагольный. Самое правдоподобное объяснение — имя-оберег или имя по случаю рождения в праздничный день.

Для сравнения: однокоренные фамилии — Айтбаев (более частый вариант), Айтбай (без суффикса, у некоторых народов), Айтбайулы (отчество у казахов). Айтбайев стоит особняком из-за двойного «й» — это делает её узнаваемой и лингвистически прозрачной.