Фамилия Батурбаева образована по типичной для тюркских языков модели: к личному имени или прозвищу Батурбай добавляется русский патронимический суффикс -ев, а затем — женское окончание -а. Мужской вариант — Батурбаев. Основа здесь — составное имя Батурбай, которое распространено у многих тюркских народов, особенно у казахов, киргизов, татар и башкир. Первая часть, «батур» (варианты — батыр, багатур), означает «богатырь», «герой», «воин». Вторая часть — «бай» — переводится как «господин», «хозяин», «богач». В целом имя Батурбай можно понять как «богатырь-господин» или «героический хозяин».

В ономастике такие двусоставные имена с компонентом «бай» считаются пожелательными: родители, называя сына Батурбаем, желали ему одновременно и воинской доблести, и богатства, и уважения. Судя по структуре, фамилия сформировалась в среде, где русская административная система требовала закрепить родовое имя по отцу — отсюда суффикс -ев, который в тюркских фамилиях часто присоединяли к именам, оканчивающимся на согласный или -й.

Географически фамилия Батурбаева встречается преимущественно в Казахстане, Киргизии, а также среди татарского и башкирского населения России. Встречается и вариант Батырбаева — с более привычным для русского уха написанием через «ы», но исходная форма с «у» (Батур) отражает диалектное произношение или старую орфографию. Сословно предки носителей фамилии, скорее всего, относились к свободным общинникам или воинам, так как имя «батыр» в кочевой среде давали не рабам и не зависимым людям. В письменных источниках фамилия фиксируется с XIX века, когда у казахов и киргизов начали массово записывать родовые прозвания по отцу.