Фамилия Дуйсенбиев — яркий пример того, как русский суффикс присоединился к тюркскому имени, создав фамилию, привычную для казахской и других центральноазиатских культур. Её основа — мужское имя Дуйсенби, которое в тюркских языках, в частности в казахском, означает «родившийся в понедельник» (от «дуйсенбі» — понедельник). Такие «календарные» имена были распространены у народов, где день недели рождения ребёнка считался важной приметой или просто удобным способом именования.

Словообразовательная модель проста: к имени Дуйсенби добавили русский патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягких и шипящих основ). Изначально такая форма отвечала на вопрос «чей?» — то есть «сын Дуйсенби». В русской канцелярской традиции XIX–XX веков, при оформлении документов в Российской империи и позже в СССР, тюркские имена массово русифицировали именно так: прибавляли суффикс -ев/-ов, превращая личное имя в фамилию. Так Дуйсенби стал Дуйсенбиевым.

Интересна география фамилии. Она почти не встречается за пределами Казахстана и смежных регионов. Это не случайно: имя Дуйсенби — специфически казахское, хотя его аналог (например, Душанбе в таджикском) есть и у других народов. Однако фамилия Дуйсенбиев характерна именно для казахов, реже — для каракалпаков и киргизов. Внутри Казахстана она распространена неравномерно: чаще в южных и западных областях, где традиция давать имена по дням недели сохранялась дольше.

Редкость фамилии в том, что её основа — не арабское или персидское заимствование, а исконное тюркское слово, обозначающее день недели. Это отличает её от массы фамилий, образованных от мусульманских имён (например, от «Абдулла» или «Мухаммед»). Социально предки носителя фамилии могли быть кем угодно: имя Дуйсенби не указывает на сословие или профессию, а лишь фиксирует факт рождения. Встречаются варианты написания — Дуйсенбаев, где суффикс -бай (от «бай» — богач, хозяин) входит в состав имени, но форма Дуйсенбиев точнее передаёт исходное имя без дополнительных формантов.