Фамилия Букумбаев — редкий пример тюркской фамилии, которая сохранила почти неизменной свою исходную форму. Она образована по стандартной для многих народов модели: к основе-имени прибавили русский патронимический суффикс -ев. Суффикс указывает на «сына такого-то» или «принадлежащего такому-то», но в данном случае он прирос к готовому тюркскому имени, а не к прозвищу или профессии.

Основа фамилии — личное мужское имя Букумбай. Это сложное имя, типичное для казахской и киргизской антропонимии. Первая часть, «Букум», скорее всего, восходит к слову «бүкiл» (всё, целый, весь) или к древнему родовому имени. Вторая часть, «бай», в тюркских языках означает «богатый», «господин», «хозяин». В дореволюционной степи «бай» было не только обозначением состоятельного человека, но и популярным компонентом имени, которое давали с пожеланием достатка и благополучия. Таким образом, имя Букумбай можно истолковать как «всеобщий богач» или «полный хозяин», хотя точное значение первой части спорно и могло зависеть от местного диалекта.

Географически фамилия Букумбаев прочно привязана к Казахстану и приграничным районам Киргизии. В России она встречается крайне редко, в основном среди потомков переселенцев из Средней Азии. Поскольку фамилия образована от имени, а не от названия села или рода, её носители в прошлом не принадлежали к какому-то одному сословию: Букумбаевыми могли быть и зажиточные скотоводы, и рядовые общинники. В советских документах фамилия фиксировалась с окончанием -ев, хотя по тюркской традиции возможен был и вариант без аффикса (просто Букумбай).

С ономастической точки зрения интересно, что фамилия избежала типичной русификации. Например, многие казахские фамилии на -бай со временем теряли суффикс или меняли окончание на -ов/-ев, но здесь основа сохранилась полностью. Это может говорить о сравнительно позднем оформлении фамилии — уже в XX веке, когда паспортная система фиксировала имя в том виде, в каком его произносил сам носитель.