Фамилия Байрбаев — очень редкая, даже штучная. Встречается она почти исключительно у казахов, а также у каракалпаков и ногайцев. Чтобы понять её значение, нужно смотреть не на русскую фамильную модель, а на тюркскую основу.

В центре фамилии лежит имя Байрбай. Это классическое двухосновное тюркское имя. Первая часть — «бай» (богатый, господин, хозяин). Вторая — «байыр» или «байр». В казахском и ряде других тюркских языков «байыр» означает древний, старый, исконный, а также праздник (от «байрам»). Имя Байрбай, таким образом, можно перевести как «древний (исконный) богач» или, что вероятнее, «праздничный богач» — то есть человек, богатство которого приносит радость и изобилие, как праздник.

Русский суффикс -ев присоединили к тюркской основе при оформлении фамилии в официальных документах Российской империи. Это типичная русификация: от имени Байрбай образовали форму «Байрбаев», что значит «сын (или потомок) Байрбая». Никакого другого, более древнего славянского корня здесь нет — фамилия чисто тюркская по происхождению.

Носители фамилии, скорее всего, происходят из западно-казахстанских или южных регионов, где были распространены имена с корнем «байыр». Встречается вариант написания Байырбаев — он ближе к тюркской фонетике, где звук «ы» чётко слышен. В русской записи он часто редуцировался до «й», что и дало форму Байрбаев.

Если искать родственные фамилии, то это Байрамов, Байрамбеков, Байрамов — все они восходят к тому же корню «байрам» (праздник). Но Байрбаев стоит особняком: это не «сын праздника», а именно личное имя Байрбай, которое в прошлом давали ребёнку с пожеланием богатой и счастливой жизни.