Фамилия Чотбаев — довольно редкая и несёт в себе ясный отпечаток тюркского происхождения, скорее всего, казахского или киргизского. Её основа — личное имя Чотбай, а суффикс -ев указывает на модель русской фамилизации, типичную для народов Центральной Азии в XIX–XX веках: к тюркскому имени добавляли русский патронимический суффикс, означающий «сын такого-то» или «принадлежащий такому-то». Так Чотбаев — это буквально «потомок Чотбая».

Имя Чотбай составное. Первая часть, «чот», в тюркских языках может означать «граница», «рубеж» или «край». Вторая часть — «бай» — классический компонент, обозначающий богатого, уважаемого человека, хозяина, господина. Таким образом, Чотбай — это «богатырь (или хозяин) рубежа» либо «тот, кто стоит на границе». В кочевой культуре такое имя могли дать человеку, жившему на окраине рода или аула, либо воину, охранявшему границы кочевий. Есть и более прозаичная версия: «чот» могло быть вариантом звучания арабского «шах» (вождь, царь) через персидское посредство, тогда имя означает «богатый вождь», но это менее вероятно, так как форма «чот» в этом значении не зафиксирована в основных тюркских словарях.

Географически фамилия Чотбаев встречается прежде всего в Казахстане, особенно в южных и западных областях (Алматинская, Мангистауская), а также среди киргизов. В России она редка и фиксируется в основном в миграционных записях. Важная деталь: в отличие от многих русских фамилий, где суффикс -ев присоединялся к основе на мягкий согласный, здесь он стоит после твёрдого «б», что указывает на адаптацию тюркского имени без переогласовки — фамилию не смягчили, а дали в исходном звучании.

Сословной истории у фамилии нет: Чотбаевы не были дворянами или купцами. Скорее всего, предки — скотоводы или воины, чьё прозвище или личное имя закрепилось в роду при переходе к оседлости и получении фамилии в период Российской империи или советской паспортизации. Если искать однокоренные фамилии, то Чотбаев стоит в одном ряду с Чоткараевым, Чотаевым — все они образованы от имён с тем же компонентом «чот».