Фамилия Дюсенбеков — одна из тех, что построена по тюркской модели «имя + русский патронимический суффикс -ов». Её основа — мужское имя Дюсенбек. В нём две части. Первая, «дюсен», скорее всего, восходит к персидскому слову «дусым» — «мой друг, мой близкий человек». Вторая часть, «бек», — древнетюркский титул: «князь», «повелитель», «господин». Складываясь, имя даёт значение «мой близкий господин» или «друг-повелитель». Такие имена-пожелания были распространены у казахов и других тюркских народов: имя должно было подчеркнуть уважение к статусу и одновременно близость к носителю. Потомок человека по имени Дюсенбек получал фамилию Дюсенбеков — буквально «сын Дюсенбека». Суффикс -ов здесь стандартный для русского оформления тюркских фамилий, он указывает на принадлежность к роду. Встречается фамилия в основном среди казахов, а также у других народов Центральной Азии, где имя Дюсенбек было в ходу.