Фамилия Бутабаев — яркий пример фамилий, образованных от тюркских личных имён. В её основе лежит имя Бутабай, которое составлено из двух частей: «бута» (в разных тюркских языках может означать «верблюжонок», «молодой верблюд» или же восходить к арабскому «бут» — «идол», но в именах чаще используется в значении «крепкий, выносливый, как верблюжонок») и «бай» («господин», «хозяин», «богач»). Таким образом, имя Бутабай можно перевести как «богатырь, подобный верблюжонку» (по силе и выносливости) или «хозяин верблюжат». Суффикс -ев указывает на русскую модель патронимического образования: Бутабаев буквально означает «сын Бутабая».

Фамилия характерна для казахской и башкирской ономастики, где имена с компонентом «бай» были особенно распространены. В дореволюционной России такие фамилии фиксировались у кочевых и полукочевых народов, когда при переходе к оседлости и получении документов отчество (имя отца) записывалось с русским окончанием. Предки Бутабаевых, скорее всего, были скотоводами — разводили лошадей, овец и верблюдов, а имя Бутабай давалось мальчику с пожеланием физической силы и хозяйского достатка.

Слово «бута» имеет и другое значение — в некоторых тюркских диалектах так называли молодую ветку, побег. В этом случае имя Бутабай могло пониматься как «господин-росток», то есть продолжатель рода, наследник. Такая двойная семантика — животное и растение — встречается в тюркских именах нередко, и обе версии имеют право на существование, хотя зооморфная («верблюжонок») более типична для степных народов.

С географической точки зрения фамилия Бутабаев наиболее часто встречается в Казахстане (особенно в южных и западных областях) и среди башкир Челябинской и Оренбургской областей России. Встречаются варианты написания Бутабай, Бутабаев, а также однокоренные фамилии Бутаков, Бутаев, образованные от той же основы, но с другими суффиксами. Сословно предки большинства носителей относились к «черной кости» — простым скотоводам-кочевникам, реже к старшинам родов, поскольку имя «бай» не всегда указывало на реальное богатство, часто это был пожелательный элемент.