Фамилия Давлатбаева образована по распространённой в тюркских и ирано-тюркских языках модели: к мужскому имени или прозвищу прибавляли русский суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей сын?»). В основе лежит имя Давлатбай. Это составное имя из двух корней: «давлат» (от арабского «дауля» — государство, богатство, власть) и «бай» (тюркское — господин, богач, хозяин). Буквально имя означает «богатый властью» или «господин богатства». В дореволюционной Средней Азии такие имена давали с пожеланием, чтобы ребёнок приобрёл влияние и достаток.

Фамилия Давлатбаева — женская форма. Мужской вариант — Давлатбаев. Географически фамилия уходит корнями в регионы, где говорят на узбекском, таджикском и отчасти казахском языках. Сейчас она встречается в Узбекистане, Таджикистане, а также среди выходцев из этих стран в России.

Интересная деталь: фамилия зафиксирована не в классических русских ономастиконах, потому что её формирование шло не в центральной России, а на окраинах империи, где русская фамильная модель накладывалась на местную антропонимию. В отличие от русских фамилий, которые часто вели начало от крестильных имён или прозвищ по профессии, здесь мы видим прямой «перевод» восточного имени в русский патроним. Предки носительницы фамилии, скорее всего, были состоятельными или уважаемыми людьми в своей общине — иначе имя «Давлатбай» не прижилось бы.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, например, Давлатов или Давлетов, то Давлатбаева выделяется именно вторым компонентом «бай», который указывает на более высокий социальный статус основателя рода. Встречаются и варианты написания через «е» — Давлетбаева, что связано с особенностями произношения в разных диалектах.