Фамилия Бисембаев образована от имени Бисембай (фонетический вариант — Бисенбай), которое является вариантом тюркского мужского имени Бирсенбай и означает «пусть Бог даст мальчика, который станет баем». Слово «бай» означает «хозяин, богатый, состоятельный, могущественный человек, господин; богатый, могущественный». Нарекая ребенка именем Бисембай, родители желали, чтобы Аллах помог их сыну стать богатым и независимым человеком. Таким образом, потомок человека, которого звали Бисембай, со временем получил фамилию Бисембаев.