Фамилия Байсулеев — редкий пример фамилии, образованной от полного арабского имени, а не от прозвища или профессии. Её основа — составное мужское имя Байсулей, которое, в свою очередь, восходит к арабскому «Байс» (возможно, искажённое «Байсар» — «зоркий», «прозорливый» или вариант имени Байсунгур) и «Сулей» — краткой форме от Сулейман (библейский Соломон, в исламе — пророк Сулейман, обладатель мудрости и власти). Таким образом, имя Байсулей можно истолковать как «прозорливый, как Сулейман» или «мудрый правитель».

Суффикс -ев указывает на русскую модель образования фамилий: он присоединялся к основе, оканчивающейся на согласный (Байсулей → Байсулеев). Это значит, что фамилия сформировалась в русскоязычной среде, скорее всего, при переписи или документировании тюркского или кавказского населения в XIX веке. Носитель фамилии Байсулеев, вероятно, был потомком человека по имени Байсулей, и его род мог происходить из регионов, где были распространены тюркские языки с сильным арабским влиянием — например, из татарской, башкирской, ногайской или кумыкской среды.

Географически фамилия редкая и встречается в основном на Северном Кавказе (Чечня, Ингушетия, Дагестан) и в Поволжье. В отличие от фамилий на -ов, образованных от чисто тюркских основ, здесь видна более сложная культурная гибридизация: арабское имя прошло через тюркскую фонетику и затем было обрусевшим суффиксом закреплено в документах. Сословно носители, скорее всего, были свободными крестьянами или казаками — фамилия не содержит княжеского или дворянского суффикса -ский/-цкий.

Спорным моментом может быть трактовка первой части «Байс». В тюркских языках «бай» означает «богатый, господин», и некоторые ономасты могли бы предположить значение «богатый Сулей». Однако в данном случае более правдоподобна версия с арабским корнем, так как вторая часть имени — чисто арабская (Сулей), а не тюркская (например, Сулеймен). Если бы основа была тюркской, мы бы ожидали форму «Байсулейменов» или «Байсултанов».