Фамилия Бутенбаева звучит нехарактерно для русского уха, и это не случайно: её происхождение напрямую указывает на тюркские корни. Основа фамилии — мужское имя или прозвище Бутенбай, которое состоит из двух частей. Первая часть, «бутен», скорее всего, является диалектным вариантом слова «бутан» или «бутын» — в некоторых тюркских языках так называют оленя или лося. Вторая часть, «бай», — очень распространенный в прошлом титул, означающий «богач», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Бутенбай могло означать «богатый, как олень» (по аналогии с силой или красотой зверя) или же «хозяин оленей» — то есть человек, владевший большим стадом оленей.

Фамилия образована по русской модели притяжательного суффикса «-ев», который присоединяется к основам, оканчивающимся на «й» (Бутенбай → Бутенбаев). Окончание «-а» указывает на женскую форму фамилии. Такое оформление типично для народов, вошедших в состав Российской империи в XIX–XX веках: при переписях и оформлении документов тюркские имена и прозвища адаптировали под русскую грамматику.

Вероятнее всего, предки носителей фамилии Бутенбаева жили в среде, где оленеводство было основой хозяйства. Это отсылает к регионам Южной Сибири, Алтая или Казахстана — к народам, в языках которых слово «бутан» (или его аналоги) обозначало оленя. Среди алтайцев, тувинцев или казахов прозвища с компонентом «бай» давались людям зажиточным, уважаемым. Поэтому первую версию — «хозяин оленей» — можно считать более правдоподобной, чем просто поэтическое сравнение с животным.

Интересно, что фамилия не получила широкого распространения и осталась редкой. Она не встречается в старых дворянских родословных книгах и не фиксируется в массовых списках переселенцев в центральную Россию. Это говорит о том, что её носители долгое время оставались в пределах своего традиционного ареала — в южносибирских или казахских степях, где фамилия и закрепилась в документах советского времени.