Фамилия Булатмирзаева — редкий пример сложения двух тюркских корней в одной фамилии, причем с типично русским суффиксом. В основе лежит мужское личное имя Булатмирза, которое, в свою очередь, состоит из двух частей: «булат» (от персидского «пулад» — сталь, крепкая, закаленная) и «мирза» (от персидского «мирза» — принц, знатный человек, а также грамотей, писарь). Полное имя означает «стальной князь» или «крепкий, как сталь, господин». Это не прозвище, а составное имя, характерное для тюрко-мусульманской традиции, где имена часто складывали из двух значимых элементов, чтобы подчеркнуть достоинства.

Фамилия образована по классической русской модели: к основе Булатмирза- добавили патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного или «а»). Это указывает на то, что предок носителя фамилии был сыном человека по имени Булатмирза. Окончание -а — женский вариант фамилии, то есть Булатмирзаева — это «дочь (или жена) Булатмирзаева». Мужская форма, соответственно, Булатмирзаев.

С географической точки зрения фамилия почти наверняка происходит из регионов Северного Кавказа (особенно Дагестан, Чечня) или Поволжья (Татарстан, Башкортостан), где были широко распространены составные имена с компонентом «мирза». В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые в русской среде закрепились в основном у крестьян и мещан, данная фамилия могла принадлежать потомкам служилых людей, купцов или духовных лиц, так как имя «мирза» в тюркской и кавказской среде часто давали детям из уважаемых, грамотных или знатных родов. Однако точных данных о сословном происхождении нет — фамилия слишком редкая для статистических обобщений.

В русском языке фамилия не склоняется по падежам в мужском роде (Булатмирзаев, Булатмирзаеву), а женский вариант (Булатмирзаева) склоняется как обычное прилагательное. Ударение, скорее всего, падает на последний слог основы: Булатмирза́ев, хотя в разговорной речи возможны варианты.

Известных носителей фамилии, вошедших в общенациональные энциклопедии или справочники, нет — это делает её особенно ценной для семейной истории: каждый Булатмирзаев может считаться первооткрывателем в генеалогических исследованиях своего рода.