Фамилия Дюсеков образована от восточного мужского личного имени Дюскай, которое в переводе на русский язык означает «друг, приятель». Нарекая ребенка таким именем, родители желали, чтобы их чадо было любящим сыном, преданным другом и настоящим мужчиной.

Словообразовательная модель фамилии проста и типична для регионов, где распространены тюркские языки: к основе Дюск- (усечённый вариант имени Дюскай) добавляется русский патронимический суффикс -ов. Такая гибридная модель (тюркское имя + русский суффикс принадлежности) массово появилась в XIX–XX веках, когда у народов Поволжья, Приуралья, а также у казахов и башкир начали фиксировать фамилии по русскому образцу. Суффикс -ов указывает на отчество: Дюсеков буквально значит «сын Дюская» или «потомок Дюская».

Само имя Дюскай (варианты — Дюске, Дюскей) встречается у тюркских народов, особенно у казахов, татар и башкир. Оно образовано от корня «дюс/түс» — «ровный, прямой, верный» или, в некоторых говорах, от «дос/дус» — «друг». Вторая часть (-кай, -кей) — ласкательно-уменьшительный аффикс. То есть полное значение имени — «верный дружок», «ровня». Родители давали такое имя, веря, что оно привьёт мальчику честность и общительность.

Географически фамилия Дюсеков встречается преимущественно в Оренбургской области, Башкортостане, Татарстане и в западных регионах Казахстана. Это указывает на историческое расселение башкирских и казахских родов, у которых в XIX веке при переписях закрепились фамилии на -ов. В документах встречаются варианты написания: Дюскаев, Дюскиев, но Дюсеков — наиболее частый и устоявшийся.

Сословно носители фамилии Дюсеков чаще всего относились к государственным крестьянам или казакам (оренбургское, уральское казачество). Встречаются записи о Дюсековых среди тептярей — особого сословия в Башкирии, которое составляли переселенцы из татар, марийцев, чувашей, платившие оброк. Знатных дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано — она бытовала в среде простого населения, где имя Дюскай было распространённым бытовым прозвищем-оберегом.

Однокоренные фамилии — Дюсеев, Дюскин, Дюсметов — показывают, что корень «дюс» мог входить в состав сложных имён (Дюсмет — «друг-метка», Дюсбай — «богатый друг»). Но в случае с Дюсековым основа предельно прозрачна: это фамилия, образованная напрямую от личного имени-пожелания, без дополнительных смысловых наслоений.