Фамилия Болюбах — редкий случай, когда окончание не поддаётся привычной логике русских фамильных суффиксов. В ней нет ни типичного -ов, ни -ин, ни -ский. Окончание -ах выдаёт в ней форму родительного падежа множественного числа, что сразу отсылает к северной или сибирской традиции фамилий на -их/-ых (например, Седых, Косых). Но здесь не -их, а -ах, что ещё более архаично и локально. Такие фамилии обычно закреплялись за целым родом или семьёй: «из дома Болюбахов» — то есть Болюбах буквально означало «из семьи Болюба».

Основа фамилии — Болюб — скорее всего, прозвище или неканоническое личное имя. В нём угадывается славянский корень с семантикой «болеть» или «боль». Прозвище Болюб мог получить человек, который часто хворал, или, напротив, тот, кто ухаживал за больными — знахарь, «болюб» (тот, кто любит больных). Вторая версия — от глагола «болюбить» (жалеть, сострадать), который бытовал в северных говорах. Тогда Болюбах — это потомок человека с прозвищем Болюб, то есть жалостливого, милосердного.

Географически фамилия встречается в основном на востоке Украины и в приграничных областях России — Курской, Белгородской. Это наводит на мысль о южнорусском или украинском происхождении, где форма на -ах могла закрепиться как вариант фамильного окончания, не перешедший в стандартный -ов. Возможно, предки Болюбахов были крестьянами или казаками, и фамилия записана в метрических книгах именно в такой «застывшей» форме — как ответ на вопрос «чей?»: «Болюбах» (из рода Болюба).

В словарях фамилия не описана, что подтверждает её редкость. Споров о происхождении практически нет — слишком узкий ареал и мало носителей. Самая правдоподобная версия: прозвище Болюб от «болеть» или «болюбить», а окончание -ах — реликтовая форма, сохранившаяся на юге России и востоке Украины.