Фамилия Дюсюпова — женская форма мужской фамилии Дюсюпов. Её основа, Дюсюп, восходит к личному имени. Скорее всего, это вариант тюркского имени Джусип, которое, в свою очередь, является формой арабского имени Юсуф (библейский Иосиф). В тюркских языках звук «дж» или «ж» мог переходить в «д» или «з», а «с» — в «сю» под влиянием мягкого произношения. Так Юсуф превращался в Дусуп, Дюсуп, а затем и в Дюсюп.

Фамилия образована по распространённой на востоке России модели: к основе Дюсюп прибавили русский патронимический суффикс -ов, который указывал на принадлежность: «сын Дюсюпа». Суффикс -а в женском варианте — чисто грамматический, указывающий на пол носительницы. Таким образом, Дюсюпова — это «дочь или жена Дюсюпа».

Географически фамилия тяготеет к регионам с тюркским населением: Татарстан, Башкортостан, Казахстан, Оренбургская и Челябинская области. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении — от конкретного рода или аула, где имя Дюсюп было распространено. Носители фамилии в прошлом, скорее всего, были крестьянами или казаками, принявшими фамилию по имени предка в XIX веке, когда шло массовое закрепление фамилий за нерусским населением Российской империи.

Интересная деталь: в некоторых говорах фамилию могли записать как Дюсюпова, а в документах встречается и вариант Дюсупова — это следы разного произношения одного и того же имени. Разница в написании не меняет смысла: основа всё та же — адаптированное к местной речи имя пророка Иосифа.