Фамилия Дюсемалиева — яркий пример фамилий, образованных от сложносоставного арабского имени, распространённого у тюркских народов, исповедующих ислам. Её основа — личное мужское имя Дюсемали. Оно состоит из двух частей: «Дюсем» и «Али». Первая часть восходит к арабскому «джума» (جمعة) — «пятница» или «собрание». Вторая — к имени Али (علي), означающему «возвышенный», «великий». Таким образом, имя Дюсемали можно перевести как «пятничный Али» или «Али, рождённый в пятницу». В мусульманской традиции пятница — священный день, и имена, включающие эту основу (например, Джума, Джумабай), давали мальчикам, родившимся в этот день, подчёркивая особую милость свыше.

Фамилия построена по типичной для казахского и киргизского языков модели: к мужскому имени добавляется притяжательный суффикс -ев/-ова, адаптирующий имя под русскую грамматику. В оригинале, без русификации, фамилия в казахском языке звучала бы как Дүйсемәлиев (с буквой «ү»). Суффикс -ева указывает на женскую линию рода (жена или дочь человека по имени Дюсемали). Мужской вариант, соответственно, — Дюсемалиев.

Географически фамилия наиболее характерна для южных и западных регионов Казахстана, а также для Киргизии, где традиция давать имена, связанные с днями недели и религиозными понятиями, была особенно сильна в XIX — начале XX века. Носители фамилии Дюсемалиева — потомки человека, которого звали Дюсемали. Скорее всего, он был простым скотоводом или земледельцем, а его имя закрепилось за целым родом. Среди однокоренных фамилий можно назвать Дюсембаев («пятничный бай»), Дюсембинов («пятничный»), а также более редкие варианты с окончанием -улы (Дюсемалиулы), указывающие на патроним по отцу.

В отличие от русских фамилий на -ов, которые часто образовывались от прозвищ или профессий, Дюсемалиева — чисто патронимическая, «именная». Она не говорит о ремесле или внешности предка, но хранит точную дату его рождения — пятницу, что для традиционного общества было событием, определяющим судьбу.