Фамилия Ботенбаев — редкий случай, когда основа не вызывает споров, а вот география и модель образования заставляют задуматься. Корень здесь тюркский, скорее всего казахский или башкирский: «ботен» (или «бөтен») в этих языках означает «чужой», «иной», «посторонний». Второй компонент — «бай» («богач», «хозяин», «господин»). Буквально Ботенбай — это «чужой богач» или «богатый чужак». Прозвище могли дать пришлому человеку, который разбогател на новом месте, либо, наоборот, чужаку, которого приняли в род.

Фамилию образовали по русской модели: к тюркскому имени Ботенбай добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Получается «сын Ботенбая». Такая схема типична для фамилий, которые возникли у казахов, башкир, татар в XIX — начале XX века, когда Российская империя вводила обязательные фамилии для кочевого населения. В метриках и ревизских сказках имя отца просто записывали как фамилию детям.

Интересная деталь: в отличие от фамилий на -ин или -ский, суффикс -ев здесь указывает на позднюю фиксацию — скорее всего, вторая половина XIX века. Если бы фамилия сложилась раньше, в среде татарской знати, она могла бы получить окончание -ин или вовсе остаться без суффикса (просто Ботенбай). Форма Ботенбаев выдает «канцелярское» происхождение: её записал русский писарь по принципу «Иван Петров сын».

Встречается фамилия в основном в Западном Казахстане и в Оренбургской области России — на стыке казахских степей и бывших казачьих земель. Носители, скорее всего, потомки скотоводов или торговцев, получивших прозвище за необычный для округи статус «богатого чужака».