Фамилия Байарстанова звучит непривычно для русского уха, но её происхождение укладывается в логичную модель. Это женская форма фамилии Байарстанов, которая образована по тюркской модели с компонентом «бай» (богатый, господин) и аффиксом принадлежности. Исходная основа, вероятнее всего, восходит к казахскому или башкирскому имени или прозвищу Байарстан, где «арстан» — это «лев» (в некоторых тюркских языках «арыстан»). Соответственно, Байарстан — «богатый лев», «лев-господин» или «лев, достойный бая». Такие имена давали мальчикам в надежде на силу и благородство.

Суффикс «-ов» в мужской форме Байарстанов указывает на русское оформление фамилии по патронимическому типу, то есть «сын Байарстана». Окончание «-а» в женском варианте — стандартный русский грамматический маркер для фамилий жён и дочерей. Сама фамилия — редкая, её носители, скорее всего, происходят из регионов с сильным тюркским субстратом: из Башкортостана, Татарстана, Казахстана или Оренбургской области, где смешивались тюркские и славянские традиции имянаречения.

В отличие от многих фамилий на «-ов», которые закрепились за крестьянами после отмены крепостного права, Байарстанова могла возникнуть позже — в XIX–XX веках, когда тюркские родовые прозвания начали русифицироваться при записи в метрические книги. Двойной корень с «бай» в начале фамилии указывает на то, что предок носителя мог быть не рядовым скотоводом, а человеком с определённым достатком или авторитетом в общине, хотя со временем социальный статус стёрся.

В русском языке фамилия сохранила ударение на последний слог мужской основы — Байарста́нов, но в устной речи у носителей может встречаться вариативность. Другие версии (например, связь с арабским «Байан» или иранским «Арстан») маловероятны, так как тюркская модель с «бай» и «арстан» даёт наиболее прямое и непротиворечивое толкование.