Фамилия Довлетбаева — женская форма фамилии Довлетбаев. Она образована по самой распространённой в русском языке модели: от мужской фамилии на -ов с помощью суффикса -а. Но интерес здесь не в окончании, а в основе. Корень фамилии — тюркский, и он сразу выдаёт регион происхождения: скорее всего, это башкирская или татарская среда, реже — казахи или ногайцы.

Основа «Довлет» восходит к арабскому слову «даулят» (государство, богатство, власть). В тюркских языках это имя или его варианты (Довлет, Давлет, Давуд) нередко давали мальчикам с пожеланием благополучия и высокого положения. Вторая часть — «бай» — означает «богатый», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Довлетбай (а от него — фамилия) буквально переводится как «богатый государством» или «владеющий богатством». Это составное имя, типичное для дореволюционной Башкирии и Татарстана, где двухосновные имена с компонентом «бай» были очень популярны.

Модель образования фамилии — прибавление русского патронимического суффикса -ев к тюркскому имени. Это типичный случай для XIX–XX веков, когда у башкир и татар, переходивших к оседлому образу жизни и вступавших в российскую административную систему, фиксировали фамилии по отцу. Довлетбаев — буквально «сын Довлетбая».

Географически фамилия чаще всего встречается в Башкортостане, а также в Оренбургской, Челябинской областях и в Татарстане. Встречаемость невысокая, что говорит о её локальном бытовании: носители, скорее всего, потомки жителей одного-двух аулов или деревень.

С точки зрения социального статуса: имя Довлетбай в прошлом не обязательно указывало на реальное богатство. Часто такие имена давали как оберег или пожелание, а сам носитель мог быть и простым крестьянином. Но в любом случае, исходное имя звучало гордо и указывало на уважаемого человека в общине.