Фамилия Айтукаев — одна из тех, что сразу выдают тюркское происхождение, и её основа разбирается почти прозрачно. В центре лежит сложное личное имя Айтука, которое состоит из двух частей. Первая — «ай» (луна, месяц), вторая — «тука» или «тук» (полный, сытый, достаточный). В тюркской ономастике «ай» — один из самых частых компонентов: он символизирует красоту, свет, редкость, а иногда и сакральное начало. В сочетании с «тука» имя могло означать «полнолунный», «подобный полной луне» — метафора красоты, зрелости или благополучия.

Модель образования типична для многих народов Поволжья и Урала: к основе Айтука добавляется русский патронимический суффикс -ев. Это говорит о том, что фамилия оформлялась уже при контакте с русской административной культурой, скорее всего, в XIX — начале XX века. Без суффикса форма Айтукаев звучала бы как чистый патроним «сын Айтуки», а с ним закрепилась как наследственная фамилия. Важно, что в самой тюркской среде суффикс -ев не родной — его принесли писцы и переписчики, адаптируя имена под русские стандарты.

Географически фамилия тяготеет к башкирской и татарской среде. Встречается она прежде всего в Башкортостане, Татарстане, а также среди мишарей и некоторых групп сибирских татар. Встречаемость невысокая — это редкая фамилия, что делает её хорошим маркером для локальной генеалогии. Если искать корни, стоит обратить внимание на юго-восток Башкортостана: там, в зоне расселения башкирских родов, имена с «ай» особенно распространены.

Интересная деталь: в некоторых тюркских диалектах слово «тука» могло означать не только «сытый», но и «здоровый, крепкий». Тогда имя Айтука — «здоровый как луна», что звучит архаично, но в рамках народной этимологии вполне логично. Других версий, например, связи с арабскими корнями, нет — фамилия явно исконно тюркская, без исламского налёта.

Если говорить о социальном слое, то носители фамилии в массе своей — крестьяне и воины-вотчинники (у башкир). Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что тоже типично для поздних патронимов, возникших в среде рядового населения. В советское время фамилия не получила широкой известности; известных учёных, спортсменов или деятелей культуры с ней немного, и они почти все — выходцы из тех же регионов.