Фамилия Долбаева — женская форма фамилии Долбаев. Её основа — прозвище или нецерковное имя Долбай. В русской ономастике суффикс -ев указывает на принадлежность: «чей сын?» — Долбаев, то есть сын Долбая. Поскольку суффикс -ев (а не -ов) стоит после мягкого согласного или йота, основа здесь — Долбай.

Само слово «долбай» в русских говорах неоднозначно. Самая вероятная версия связывает его с глаголом «долбить». В диалектах «долбай» — человек, который долбит, то есть упорный, настойчивый, возможно, даже назойливый. В некоторых регионах так могли называть плотника или каменотёса — того, кто работает долотом. Менее распространённая гипотеза выводит прозвище из тюркских языков, где «долба» может означать «насыпь» или «холм», но для фамилии, бытующей преимущественно в русскоязычной среде, славянская этимология убедительнее.

Фамилия Долбаев встречается не повсеместно, а с заметной концентрацией на Северном Кавказе, особенно в Ставропольском крае и Кабардино-Балкарии. Это указывает на то, что в XIX — начале XX века носители фамилии могли переселиться в эти места из центральных губерний России. Встречаются и варианты написания — Долбаев и реже Долбаевъ (до реформы орфографии).

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Долбаев стоит в одном ряду с Долбиным (от «долбить») и Долотовым (от «долото»). Все они указывают на прозвище по действию или инструменту, но Долбаев выделяется именно суффиксом -ай, который в русских прозвищах часто придавал оттенок активного, даже чрезмерного действия (ср. Ломай, Стреляй).

Социальный состав носителей фамилии, судя по архивным данным, был в основном крестьянским и казачьим. Дворянских родов Долбаевых не зафиксировано — это фамилия, образованная от бытового прозвища, а не от имени святого или географического названия.