Фамилия Байтурсунов — одна из тех, что сразу выдают происхождение из тюркской языковой среды, а точнее — из казахской или киргизской ономастики. Её основа — составное имя Байтурсун, которое в переводе с казахского означает «да будет богат» или «пусть богатеет». Первая часть «бай» — «богатый», вторая «турсун» — форма глагола «стоять» или «быть» в пожелательном наклонении («пусть стоит», «пусть будет»). В итоге имя-пожелание: родители желали сыну достатка и благополучия.

Русский суффикс -ов, добавленный к основе, — стандартный способ русификации тюркских фамилий в XIX–XX веках. В казахской среде фамилии в современном виде появились относительно поздно, в основном после переписи 1897 года и в советское время. До этого люди обходились именем и отчеством или родовым прозвищем, а при оформлении документов к имени отца просто приклеивали русское окончание. Так Байтурсун стал Байтурсуновым.

У этой фамилии есть интересная особенность: она могла возникнуть не от личного имени, а от прозвища предка. В казахских аулах «байтурсуном» могли назвать человека, который, несмотря на бедность, вёл себя как богач — отсюда ироничный оттенок. Однако основная версия всё-таки связана с прямым значением имени, популярного среди кочевников.

Однокоренные фамилии — Байтуров, Байсунов, Турсунов — встречаются по всему Среднеазиатскому региону, но Байтурсунов заметно чаще фиксируется именно у казахов. В России носители фамилии живут в основном в Оренбургской, Астраханской областях и в республиках Поволжья — местах традиционного расселения казахских родов. Встречается она и в Киргизии, где имя Байтурсун тоже было в ходу.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: тюркский корень + русский патронимический суффикс. Никаких редких суффиксов или спорных морфем здесь нет — это классический пример того, как исчезающая родовая система именования перетекла в привычную нам фамильную форму.