Фамилия Байбулатов образована от составного тюркского имени Байбулат. Оно складывается из двух корней: «бай» — «могущественный», «хозяин, господин» и «булат» — «сталь высшего сорта». В прошлом, давая такое имя сыну, родители желали ему силы, стойкости и твёрдого характера, сравнивая его с дорогой булатной сталью.

Имя Байбулат — не просто пожелание. В тюркской ономастике компонент «бай» часто указывал на богатство и высокое положение, а «булат» отсылал к знаменитой дамасской стали, из которой делали лучшее оружие. Таким образом, имя-оберег одновременно намекало и на социальный статус, и на личные качества — несгибаемость и прочность.

Фамилия Байбулатов образована по стандартной русской модели с помощью патронимического суффикса -ов, который в данном случае означает «сын Байбулата» или «потомок Байбулата». Фамилия характерна для народов, говорящих на тюркских языках: татар, башкир, кумыков, ногайцев. Встречаются варианты написания с мягким знаком (Байбулатьев), но форма Байбулатов значительно распространённее.

С точки зрения словообразования, это типичная «вторичная» фамилия, возникшая из отчества. Её основа — личное имя, которое со временем вышло из активного употребления, но сохранилось в родовом прозвании. В дореволюционной России носители фамилии могли принадлежать к разным сословиям: от крестьян до служилых татар, но чаще всего фамилия встречалась в среде торговцев и ремесленников Поволжья и Приуралья.