Фамилия Байарстановы (в мужском роде — Байарстанов) принадлежит к числу фамилий, корни которых уходят в тюркскую среду. Её основа — мужское имя Байарстан, которое складывается из двух смысловых частей. Первая часть, «бай», в тюркских языках означала «хозяин», «богатый», «господин» или «могущественный человек». Вторая часть восходит к имени Арстан (вариант — Арыстан), что переводится как «лев» или «царь зверей». Таким образом, имя Байарстан можно истолковать как «богатый лев» или «господин-лев» — составное имя с пожеланием силы, власти и благополучия.

Фамилия образована по русской модели: к основе Байарстан добавили суффикс -ов, который в русской традиции указывал на принадлежность к роду («чей?» — Байарстанов, то есть сын или потомок Байарстана). Такая модель типична для фамилий, возникших в XV–XVII веках, когда служилые люди тюркского происхождения переходили на службу к русским князьям и царям, крестились и получали фамилии по имени отца.

Исторически появление фамилий вроде Байарстановых связано с выходцами из Золотой Орды, а также с печенегами и половцами, которые вливались в состав русского дворянства. Многие нерусские по происхождению дворяне сохраняли в фамилиях память о своих родоначальниках, носивших восточные имена. Поэтому фамилия Байарстанов — не просто бытовое прозвище, а свидетельство сложных этнических и социальных процессов на границе степной и оседлой культур.

Несмотря на то что имя Байарстан сегодня встречается редко, сама фамилия сохранилась как памятник восточной письменности и культуры, вплетённый в русскую ономастику.