Фамилия Байсимаков — редкий пример, в котором тюркское имя-прозвище соединилось с русским патронимическим суффиксом. Её основа — сложное имя Байсымак, где первая часть «бай» в тюркских языках означает «богатый», «господин», «хозяин», а вторая — «сымак» (или «сымак» в разных диалектах) — может восходить к глаголу со значением «впитывать», «вбирать», либо к существительному со смыслом «подобный», «похожий». Скорее всего, перед нами прозвище, данное человеку, которого считали «богатым подобием» кого-то или чего-то, или же метафорическое имя для того, кто «впитывает богатство» — то есть удачливого, притягивающего достаток.

Суффикс -ов, присоединённый к основе Байсымак, — стандартный для русской фамильной модели, указывающий на принадлежность: «Байсымаков» буквально значит «сын (потомок) Байсымака». Такая гибридная форма — тюркское имя + русский суффикс — типична для народов Поволжья, Урала и Сибири, где в XIX веке при переписях и христианизации тюркские имена русифицировали. Фамилия могла закрепиться у казахов, татар, башкир или ногайцев, а затем через миграции распространиться шире.

Географически Байсимаковы встречаются в основном в Казахстане и прилегающих регионах России — Оренбургской, Астраханской областях, а также в Башкортостане. Встречается и вариант написания с одной «с» — Баисимаков, но исходная форма с «й» точнее передаёт тюркское произношение.

С точки зрения социальной истории, носители фамилии, скорее всего, происходили из среды кочевников или полукочевых скотоводов, где прозвища с компонентом «бай» были почётными — их давали не только богатым, но и уважаемым, щедрым людям. В русских документах фамилия фиксируется с конца XIX века, но в силу редкости не попала в массовые справочники — её нет, например, в словаре Унбегауна, что только подтверждает локальный характер.