Фамилия Дуйсенгалиев — составная тюркская фамилия, образованная от мужского имени Дуйсенгали. Её смысл складывается из двух корней. Первая часть, Дуйсен, в переводе с арабского означает «второй день недели» (понедельник). Вторая часть восходит к имени Гали (араб. ‘али) — «великий, возвышенный, высший», один из эпитетов Аллаха, а также «могущественный» и «дорогой». Таким образом, имя Дуйсенгали можно понимать как «рождённый во второй день недели, отмеченный величием» или «понедельник, данный Всевышним».

Фамилия собрана по распространённой в казахской и других тюркских ономастиках модели: к основе (полному имени отца) добавляется русский патронимический суффикс -ев. Это типичный пример того, как в XIX–XX веках, при переходе на оседлый образ жизни и документооборот Российской империи, тюркские имена «русифицировались» в фамилии. Суффикс -ев здесь указывает на принадлежность: «сын Дуйсенгали», «из рода Дуйсенгали».

В отличие от фамилий, образованных от прозвищ или профессий, Дуйсенгалиев напрямую связан с личным именем, которое несли предки. Имя Дуйсенгали — сложносоставное (композит), что характерно для казахской традиции: нередко два имени или эпитета соединяли, чтобы усилить благословение или защитный смысл. Интересно, что первая часть (Дуйсен) привязана к дню недели — это один из архаичных способов именования, когда ребёнка называли по дню рождения, веря, что это принесёт удачу или определит характер.

Споров о происхождении корня почти нет: обе части хорошо документированы в арабском и тюркском словарях. Фамилия распространена преимущественно среди казахов, а также у других народов, испытавших влияние казахской антропонимии (каракалпаки, ногайцы). Географически чаще всего встречается в Западном Казахстане (Атырауская, Мангистауская области) и прилегающих регионах России (Астраханская область, Калмыкия). Встречаются варианты написания: Дуйсенгалиев, Дуйсенгалиев, Дюсенгалиев — все они восходят к разной передаче начального звука «ү» (близкого к русскому «ю») и мягкого «с».