Фамилия Бухарбаева — составная, тюркская по происхождению, и её значение складывается из двух частей. Первая часть отсылает к названию древнего узбекского города Бухара. Само слово «Бухара» восходит к согдийскому «бухарак», что означает «удачное место». Вторая часть фамилии — «бай» — в тюркских языках обозначало господина, хозяина, богатого и влиятельного человека. Соединившись, эти корни дают буквальное прочтение: «богатый человек из Бухары» или «удачливый господин из Бухары».

Фамилия образована по распространённой для тюркских народов модели: основа (Бухарбай) плюс русский патронимический суффикс -ев, адаптированный при русификации. Такое оформление типично для фамилий, которые фиксировались в документах Российской империи, особенно среди татар, башкир и казахов. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Бухарбаева — «дочь (или жена) Бухарбая».

Интересно, что вторая часть фамилии — «бай» — встречается в сотнях тюркских фамилий (например, Баймуратов, Байгулов), но в паре с топонимом «Бухара» она приобретает конкретную географическую привязку. Это не просто «богатый человек», а человек, чьё богатство или происхождение связывали с конкретным городом — крупным торговым и культурным центром Средней Азии.

Процесс закрепления фамилии Бухарбаева занял не одно поколение. Окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода можно лишь на основании генеалогических исследований, однако ядро фамилии — прозвище Бухарбай — скорее всего, возникло в среде купцов или путешественников, для которых Бухара была символом достатка и удачи.