Фамилия Дузекенова образована от мужской формы Дузекенов и относится к пласту фамилий тюркского происхождения, распространённых у народов Средней Азии и Казахстана. Скорее всего, её основа — личное имя или прозвище Дузекен, которое в свою очередь состоит из двух частей: «дузе» и «кен». Первая часть восходит к тюркскому слову «дүз» (или «түз») — «ровный», «прямой», «справедливый». В казахском и других тюркских языках это слово также могло означать «степь» или «равнина», но в антропонимике чаще используется в переносном значении — «честный», «порядочный человек». Вторая часть «-кен» — распространённый уменьшительно-ласкательный или уважительный аффикс в тюркских именах (сравните: Еркен, Бекен). Таким образом, Дузекен можно перевести как «честный (прямой) человек» или «маленький справедливый».

Суффикс «-ов» в фамилии — русский патронимический формант, который добавили при оформлении фамилии в официальных документах Российской империи или советских загсах. Для казахских фамилий характерно окончание на «-ов/-ев» (мужской род) и «-ова/-ева» (женский). Женская форма Дузекенова указывает на то, что носительница — женщина, а её предок по мужской линии носил имя или прозвище Дузекен.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным регионам Казахстана, а также встречается у казахов, живущих в приграничных областях России (Оренбургская, Астраханская, Омская области). Встречаемость фамилии невысокая, что говорит о её локальном происхождении — вероятно, родоначальник был известен в одном ауле или роде как человек, заслуживший прозвище за прямоту и честность.

Интересно, что в казахском языке существует и имя Дүзен (без суффикса «-кен»), а фамилия Дузекенов — это его уменьшительная форма. Такие модели словообразования типичны для тюркской ономастики, где к основе добавляли ласкательные суффиксы, а затем русифицировали через -ов. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то ближайшие аналоги — Дузенов, Дузенбаев, Тузеков — все они восходят к той же семантике прямоты и ровности.