Фамилия Байтмурзаев — характерный пример тюркско-русского пограничья, где личное имя или прозвище скрестилось с русским патронимическим суффиксом. Её основа — сложносоставное тюркское имя Байтмурза, которое распадается на две части: «бай» (господин, богач, хозяин) и «мурза» (князь, знатный человек, буквально «сын эмира»). В сумме Байтмурза означает «богатый князь» или «господин-мурза» — титул или почётное прозвание, а не просто имя. Такие двусоставные имена с компонентом «бай» были распространены у многих тюркских народов (ногайцев, кумыков, казахов, татар) и подчёркивали знатность или достаток рода.

Модель образования фамилии — русская: к основе Байтмурза добавили суффикс принадлежности -ев, который указывает на потомка («чей?» — Байтмурзаев). Это типичный случай, когда тюркское имя «обрусело» в документах XVIII–XIX веков, при переписях или призыве на военную службу. В отличие от фамилий на -ов/-ев от прозвищ, здесь исходная форма — полноценное личное имя, которое могло передаваться по мужской линии.

Географически фамилия тяготеет к Северному Кавказу, особенно к Чечне и Дагестану, а также к Астраханской области и Ставрополью — регионам, где исторически жили ногайцы, кумыки и чеченцы. В чеченской среде имя Байтмурза встречается как традиционное, и фамилия Байтмурзаев фиксируется среди чеченцев, кумыков и ногайцев. Это не случайность: у вайнахских народов компонент «мурза» указывал на уважаемого человека, а «бай» усиливал значение.

Редкость и специфика фамилии в том, что она сохранила древнюю тюркскую титулатуру, которая почти исчезла в фамилиях других народов. Сравните с однокоренными: Баймурзаев (без «т») — более распространённый вариант, но «т» в середине (Байтмурзаев) может быть следствием диалектного произношения или описки в метрических книгах. В любом случае, носитель фамилии почти наверняка происходит из рода, где предка величали «богатым князем» — не обязательно по титулу, а скорее по уважению или прозвищу, данному за удачу, богатство или лидерство. Сословно это могли быть как уздени (свободные общинники), так и представители сельской верхушки, но не крепостные крестьяне — в тюркской среде Северного Кавказа крепостное право не было массовым.