Фамилия Дюзенова — женская форма мужской фамилии Дюзенов, которая образована от тюркского мужского имени Дюзен. В казахском, татарском и других тюркских языках имя Дюзен (или Дүзен) восходит к слову «дүзен» — «равнина», «степь», «ровное место». Так могли назвать ребёнка, родившегося в степи, или дать имя-пожелание, связанное с ровной, спокойной жизнью без крутых поворотов. Встречается и другой вариант этимологии: от глагола «дүзеу» — «исправлять», «налаживать», «приводить в порядок». Тогда имя Дюзен могло означать «исправленный», «устроенный», что тоже типично для тюркских имён-оберегов.

Суффикс -ов/-ев в фамилии указывает на русскую модель оформления тюркских имён в документах, характерную для XIX–XX веков, когда оседлые тюркские народы получали фамилии по отцу. Фамилия Дюзенов, а значит и Дюзенова, распространена преимущественно в Казахстане и среди казахов в России, реже встречается у татар и башкир. Встречается вариант написания Дюзенов с буквой «ё» (Дюзёнов), но он менее частотен и может быть связан с особенностями произношения в конкретном говоре.

Сословная принадлежность носителей фамилии чаще всего была крестьянской или скотоводческой, но встречаются и казачьи корни, так как в Оренбургском и Уральском казачьих войсках служило много казахов и татар, получавших такие фамилии при записи в реестры. В целом Дюзенова — фамилия с прозрачной тюркской основой, указывающей на степное происхождение и спокойный нрав предка.