Фамилия Байсупинова — женская форма мужской фамилии Байсупинов, и её разбор сразу уводит нас на тюркскую языковую почву, скорее всего, в казахскую или ногайскую среду. Основа здесь — сложное имя или прозвище «Байсупин», которое состоит из двух частей: «бай» (богатый, господин, уважаемый человек) и «супин» — форма, восходящая к арабскому «суфи» (мистик, аскет, человек, следующий суфизму). В тюркских языках «супы» или «супи» нередко означало наставника, дервиша или просто благочестивого странника.

Таким образом, Байсупин — это «богатый суфий» или «уважаемый праведник». Соединение «бай» с религиозным титулом — распространенная модель в казахских и башкирских именах (ср. Баймухамет, Байгали). Вряд ли речь идёт о буквальном богатстве: скорее, это именование подчёркивало почёт и духовный авторитет человека, которого так прозвали.

Фамилия образована по русской патронимической модели с суффиксом -ов, что типично для фамилий многих народов Российской империи: к основе «Байсупин» добавили русский суффикс принадлежности, а затем женское окончание -а. Это указывает на то, что предки носительницы фамилии жили в зоне активных русско-тюркских контактов — в Оренбуржье, Астраханской губернии, на Северном Кавказе или в Казахстане, где фамилии оформлялись по русскому образцу.

Изначально фамилия могла принадлежать человеку, который был либо потомком уважаемого суфийского наставника, либо сам носил прозвище Байсупин за набожность и мудрость. Сословно это, скорее всего, не дворянство, а среда казахов, башкир, татар или ногайцев, среди которых такие имена были обычны. Ударение, судя по типовой модели, падает на предпоследний слог: Байсу́пинова.

Фамилия редкая, нечастотная даже в Казахстане и России, что делает её хорошим маркером для генеалогического поиска — носители, скорее всего, связаны между собой отдалённым родством, а не просто однофамильцы.