Фамилия Байгисинова образована от мужского имени Байгисина, что сразу указывает на её восточные, скорее всего тюркские, корни. В русской традиции фамилии на -ин/-ын (Байгисинов) и -ова (Байгисинова) — это притяжательные формы, отвечающие на вопрос «чей?». То есть исходно Байгисинов — это «сын Байгисины» или «потомок Байгисины». Такая модель типична для фамилий, возникших в среде, где русские патронимические суффиксы накладывались на местные имена, например, в Поволжье, на Урале или в Сибири, среди татар, башкир, казахов или других тюркоязычных народов.

Основа имени Байгисина — составная. Первая часть «бай» в тюркских языках означает «богатый», «господин», «хозяин». Вторая часть — «гисина» — менее прозрачна. Вероятнее всего, это искажённое или диалектное произношение слова «киши» (человек, мужчина) или производного от него. В казахском, например, «кісі» — человек, в татарском «кеше». Тогда Байгисина можно перевести как «богатый человек» или «господин». Есть и другая версия: «гисина» может восходить к арабскому имени Хусейн (уменьшительное от «красивый»), но в сочетании с «бай» это давало бы имя Байхусейн, что фонетически далеко от исходной формы.

Фамилия редкая и географически привязана. Основной ареал — Казахстан и прилегающие регионы России (Оренбургская, Астраханская области), а также Башкортостан. Встречаемость в русской среде минимальна, что подтверждает её позднее оформление: фамилия закрепилась уже после вхождения этих территорий в состав Российской империи, когда местному населению начали массово давать фамилии по отцу. Носительницы фамилии Байгисинова — это, как правило, женщины из семей, где предок носил имя Байгисина, и род их занятий был связан с традиционным скотоводством или земледелием, а не с дворянским сословием.