Фамилия Чолпонбаев — пример того, как географическое имя, уходящее корнями в тюркскую культуру, стало родовым обозначением. Её основа — мужское имя Чолпонбай, образованное от двух частей: «Чолпон» и «бай». «Чолпон» в тюркских языках (особенно в киргизском и казахском) означает «Венера», утреннюю звезду, а также иногда — «красивый, светлый». Вторая часть, «бай», в имени означает «богатый», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Чолпонбай можно перевести как «богатый, как звезда» или «сияющий господин» — типичное для кочевых народов пожелание благополучия и удачи, связанное с небесным светилом.

Фамилия образована по распространённой для тюркских народов модели: к имени отца (Чолпонбай) добавляется русский суффикс принадлежности -ев. Этот суффикс в XIX–XX веках активно использовался при русификации фамилий в Средней Азии и Казахстане, особенно в документах Российской империи и советских паспортах. В отличие от коренных русских фамилий на -ов/-ев, где основа — прозвище или профессия, здесь основа — личное имя, что указывает на патронимическое происхождение: Чолпонбаев — «сын Чолпонбая».

Географически фамилия почти исключительно привязана к Кыргызстану. Встречается она и среди казахов, но значительно реже. Имя Чолпон было особенно популярно у киргизов, что связано с почитанием небесных светил в народной традиции. Интересно, что в киргизском языке есть и женское имя Чолпон, но в мужском имени Чолпонбай (с частицей «бай») оно однозначно мужское, поэтому предок носителя фамилии был мужчиной с таким именем.

Словообразовательно фамилия стоит в одном ряду с такими киргизскими фамилиями, как Асанбаев, Усенбаев, Бекбаев. Все они построены по схеме «имя + бай + русский суффикс». Однако у Чолпонбаева есть особенность: корень «Чолпон» не имеет прямого аналога в русском языке и не переводится через бытовые понятия, что делает фамилию легко узнаваемой и однозначно указывающей на киргизские корни носителя.

В сословном плане предки Чолпонбаевых, скорее всего, были скотоводами или земледельцами, но точных данных нет: фамилия не указывает на дворянство или духовенство, так как образована от личного имени, а не от титула или профессии.