Фамилия Дуйсен происходит от мужского тюркского имени Дуйсен. В основе лежит арабское слово, означающее «второй день недели», то есть понедельник. Такие имена — «календарные» — были распространены у народов, исповедующих ислам: имя давали по дню рождения ребёнка. Если мальчик появлялся на свет в понедельник, его могли назвать Дуйсен.

Словообразовательная модель здесь прозрачная: фамилия образована напрямую от личного имени без дополнительных русских суффиксов (-ов, -ин, -ский). Это характерно для многих тюркских фамилий, которые сохранили исходную форму имени или прозвища. Встречаются и варианты написания — Дюйсен, Дуйсенов, — но первоначальная основа та же.

Фамилия бытует преимущественно среди казахов, а также у других тюркоязычных народов Центральной Азии. В ономастических исследованиях, например в работах по тюркской антропонимике, имя Дуйсен нередко упоминается как типичный пример «дневой» модели имянаречения — когда имя отражает день недели, а не личное качество или пожелание.

Иногда фамилию ошибочно связывают с арабским корнем со значением «дружба» или «близость», но это вторичное сближение. Основная и наиболее достоверная версия — именно календарная: предок носителя фамилии был назван в честь дня своего рождения.