Фамилия Байгуловы (в мужском варианте — Байгулов) ведет происхождение от тюркского мужского имени Байгул. Это имя составное: первая часть «бай» означает «могущественный человек», «господин» или «богач». Вторая часть — «гул», диалектный вариант слова «кул», у которого много значений: «раб, слуга», «раб Аллаха», а также «товарищ, спутник», «воин», «хлебопашец». В сочетании имя Байгул могли понимать и как «богатый слуга (Бога)», и как «могущественный воин».

Сами носители фамилии, скорее всего, потомки выходцев из тюркской среды (Золотой Орды, печенегов или половцев). В XV–XVII веках такие имена и фамилии активно проникали в русскую среду: многие дворянские роды в России имели нерусские корни. Первые документальные упоминания об однокоренных именованиях встречаются в XVI веке. Известен, например, Байкулов Федор Тимофеевич, записанный в 1597 году в Рязани.

Словообразовательная модель проста: к основе Байгул добавили типичный русский суффикс -ов, который указывает на принадлежность («чей?» — сын Байгула). Так фамилия вписалась в русскую ономастику, сохранив восточную основу. Сведений о сословной принадлежности или географии бытования фамилии в открытых источниках немного, но сама фамилия — наглядный памятник тюркской письменности и культуры, закрепившийся в русском именослове.