Фамилия Болатбаева — одна из тех, что несёт в себе прямой отпечаток тюркского мира и казахской ономастической традиции. Её основа — мужское личное имя Болатбай, которое в свою очередь составное. Первая часть, «Болат», восходит к персидскому слову «пулад» (сталь, булат), прочно вошедшему в тюркские языки. В казахском и других тюркских наречиях это имя символизировало твёрдость, несгибаемость и силу духа — качества, которые родители желали сыну. Вторая часть, «бай», — древний тюркский титул, означающий «господин», «богатый» или «хозяин». Имя Болатбай, таким образом, можно перевести как «крепкий, как сталь, господин» или «богатырь из стали».

Фамилия образована по характерной для южных и восточных регионов бывшего СССР патронимической модели: к основе имени добавляется русский суффикс -ев, который присоединяется к основам на согласный или -й. В данном случае от имени Болатбай (где конечный -й выпадает) образуется форма Болатбаев, а женский вариант — Болатбаева. Эта модель окончательно закрепилась в XIX–XX веках, когда у казахского населения начали массово фиксировать фамилии по русскому образцу. До этого люди обходились личным именем, именем отца (ата-тегі) и названием рода.

Географически фамилия Болатбаева почти наверняка ведёт в Казахстан, реже — в соседние регионы России, где исторически компактно проживают казахи (Астраханская, Оренбургская, Омская области). Встречается она и в Киргизии, что объясняется общностью тюркского именослова. Носительница фамилии с таким окончанием (на -а) — женщина, её мужской аналог — Болатбаев.

Ошибка, которую иногда допускают при анализе, — попытка связать фамилию с русским словом «болото». Это лингвистически несостоятельно: во-первых, ударение в фамилии падает на последний слог (Болатба́ева), а во-вторых, в славянских фамилиях от слова «болото» суффиксы были бы иными (Болотников, Болотов). Тюркский корень здесь очевиден и не требует альтернативных версий.

С точки зрения социального контекста, предки носительницы фамилии, скорее всего, не относились к знати (торе или султанам), а были рядовыми скотоводами или воинами. Имя Болатбай давали в среде, где ценили физическую силу и стойкость, — в степной культуре это было обычным пожеланием мальчику. Никаких документальных свидетельств о каком-то конкретном историческом деятеле с этой фамилией в открытых источниках не сохранилось, что говорит о её «народном», а не аристократическом происхождении.