Фамилия Дузелбай — яркий пример фамилии, образованной от личного имени, и её происхождение напрямую связано с тюркской антропонимической традицией. В отличие от большинства русских фамилий на -ов, -ев или -ин, она не имеет типичного фамильного суффикса. Это так называемая «неоформленная» фамилия, где само имя стало родовым прозванием без дополнительных морфологических изменений. Такая модель характерна для народов Казахстана, Средней Азии, отчасти для татар и башкир, где фамилии часто фиксировались в виде исходного имени отца или предка.

Основа фамилии — составное тюркское имя Дузелбай. Первая часть, «дузел», восходит к слову «түзел» (в казахском, например, «түзелу» — исправляться, улучшаться, становиться прямым). Вторая часть, «бай», — один из самых распространенных компонентов в тюркских именах, означающий «богач», «господин», «хозяин», а в древности — «глава рода» или «вождь». Таким образом, имя Дузелбай можно перевести как «исправляющийся (или праведный) богач» или «богач, вставший на верный путь». Вероятно, так нарекли ребенка с пожеланием, чтобы он вырос состоятельным и честным человеком, исправившим недостатки своего рода.

Географически фамилия Дузелбай почти наверняка указывает на казахское происхождение. Она распространена в Казахстане, особенно в южных и западных регионах, а также среди казахской диаспоры в России (Астраханская, Оренбургская области) и Узбекистане. Встречается и вариант написания Дүзелбай (с буквой «ү»), что точнее передаёт произношение в казахском языке. В русских документах, из-за особенностей передачи тюркских звуков, закрепился вариант через «у».

Носители этой фамилии, скорее всего, происходят из среды кочевников-скотоводов или оседлых земледельцев, где личное имя было главным идентификатором человека. Фамилия закрепилась в советское время, когда в 1920–1930-х годах прошла массовая паспортизация и людям официально присваивали фамилии по имени отца или деда. Поэтому предок человека с фамилией Дузелбай, вероятно, сам носил это имя, и оно перешло к потомкам как родовое.

Словообразовательная модель здесь проста: личное имя → фамилия. Никаких дополнительных суффиксов не потребовалось, что делает её редкой для русского уха, но абсолютно естественной для тюркского ономастикона. Похожие по структуре фамилии — Куандык, Ержан, Айтбай — все они образованы аналогично, без добавления -ов или -ин. Это подчёркивает, что фамилия Дузелбай сохранила архаичную форму, характерную для народов, где патронимическая система не требовала русификации окончаний.