Фамилия Бахтибаева — редкий пример, где восточное имя и русский суффикс встретились в одном слове. Основа здесь — мужское имя Бахтибай. Оно составное: первая часть «бахти» восходит к персидскому «бахт» (счастье, удача), вторая — тюркское «бай» (господин, богач, хозяин). В сумме имя означало «счастливый господин» или «владелец удачи». Такие имена давали с пожеланием благополучной и обеспеченной жизни.

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев. В тюркских языках у имен на -бай при русификации часто появляется именно этот суффикс, а не -ов. Сравните: Бахтибаев, Кулбаев, Ишбаев. Женская форма Бахтибаева — естественное окончание для носительницы фамилии, но исторически фамилия закрепилась за родом в мужском варианте Бахтибаев.

Географически фамилия встречается у народов Поволжья и Приуралья — у татар, башкир, отчасти у казахов. В метрических книгах XIX века можно найти записи о башкирах и татарах-мишарях с именем Бахтибай. Это значит, что предки носителя фамилии скорее всего были либо зажиточными крестьянами, либо мещанами — имя давали с надеждой на достаток, но не обязательно с привязкой к дворянскому сословию.

Особенность фамилии в том, что она сохранила полную форму имени, без усечения. Многие тюркские фамилии отбрасывают второй компонент (например, от Бахтияр остаётся Бахтиев), но здесь «бай» остался в основе. Это делает фамилию более прозрачной для этимологии, но и более редкой: в современных базах данных Бахтибаевых меньше, чем Бахтиевых или Бахтиных.