Фамилия Булембаев звучит необычно для русского уха, но её происхождение угадывается довольно прозрачно. Это типично тюркская фамилия, образованная по казахской или башкирской модели, и её основа — мужское личное имя Булембай.

Разберем имя Булембай. Оно составное: первая часть «бул» или «буле» в тюркских языках может означать «будь», «стань» или восходить к глаголу со значением «делить» (в контексте «будь удачливым в добыче»). Вторая часть — «бай» — один из самых распространенных компонентов в тюркской антропонимии, означающий «богатый», «господин», «хозяин», а в именах — пожелание богатства и знатности. Таким образом, Булембай — имя-пожелание, смысл которого можно передать как «будь богатым» или «стань господином».

Фамилия Булембаев образована по стандартной для тюркских народов схеме: к имени отца (Булембай) добавлялся русский суффикс принадлежности -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). В результате Булембаев буквально означает «сын Булембая» или «из рода Булембая». Такую фамилию получали дети или потомки человека по имени Булембай.

Географически фамилия отчетливо привязана к регионам расселения казахов и башкир. Встречается она в Казахстане, Оренбургской, Челябинской областях России, а также в Башкортостане. Носитель фамилии, скорее всего, происходит из среды степных скотоводов или земледельцев, где имя Булембай было нередким.

Интересная деталь: в отличие от многих фамилий, Булембаев почти не имеет вариантов написания. Исходное имя Булембай устойчиво, и фамилия не перешла, например, в форму Булембаев или Булимбаев, хотя в диалектах возможны колебания. Это говорит о том, что фамилия относительно молодая и фиксировалась уже в советское время при паспортизации, когда написание было строго закреплено. В дореволюционных метрических книгах её можно не найти — она оформилась в основном в XX веке.