Фамилия Доголбаев — редкая и неочевидная с точки зрения русского уха. На первый взгляд в ней угадывается тюркская основа, и это верное направление. Корень «догол» или «догул» восходит к тюркским языкам, где имеет значение «родился», «рождённый». В казахском, киргизском, башкирском языках слово «туған» или «доган» означает «родной», «брат», а в некоторых диалектах «догол» — «ребёнок», «дитя». Таким образом, в основе фамилии лежит личное имя или прозвище Доголбай — «рождённый мальчик», «дитя-богатырь» или «родной сын». Суффикс «-бай» типичен для тюркских составных имён, он усиливает значение и часто указывал на состоятельность, знатность или пожелание богатства (буквально «господин», «богач»).

Русский суффикс «-ев» в конце фамилии — показатель принадлежности. В XIX–XX веках, когда тюркские народы входили в состав Российской империи, их фамилии русифицировали, добавляя типичные окончания. Доголбаев буквально значит «сын Доголбая» или «из рода Доголбаевых». Фамилия почти наверняка сформировалась на территории современного Казахстана, Киргизии, Башкортостана или Татарстана, где были распространены подобные антропонимические модели.

Интересная деталь: в отличие от многих тюркских фамилий, образованных от названий профессий или племён, Доголбаев держится на личном имени, связанном с рождением. Это указывает на то, что первый носитель, скорее всего, получил имя по случаю рождения долгожданного или первого сына. В родословных записях такая фамилия могла закрепиться за конкретным родом, где имя Доголбай носил уважаемый предок-основатель. Сословно носители фамилии относились к свободным общинникам, скотоводам или воинам — в тюркской среде имя с компонентом «-бай» редко давали рабам или зависимым людям.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Догулбаев, Тугаев, Туганов) показывает, что корень «дог»/«туг» в разных диалектах мог менять гласную, но смысл оставался тем же — «рождение» или «родство». Вариант Доголбаев, вероятно, сохранил более архаичное произношение. Встречается эта фамилия преимущественно в южных регионах России, в Казахстане и у башкир, но в переписях XIX века почти не фиксируется — это говорит о её относительно позднем оформлении в письменных документах, уже в советское время.