Фамилия Эсенбатырова — редкий пример, в котором почти каждая морфема прозрачна, но сама фамилия звучит для русского уха необычно. Её основа — тюркское мужское имя Эсенбатыр (варианты: Эсенбатур, Эсенбатыр), которое сложено из двух частей: «эсен» (здоровый, невредимый, благополучный) и «батыр» (богатырь, храбрец, воин). Имя Эсенбатыр — это пожелание мальчику расти сильным и удачливым воином, которому суждено вернуться домой невредимым. Такие составные имена с компонентом «батыр» широко распространены у тюркских народов: от татар и башкир до казахов и киргизов.

Фамилия образована по русской патронимической модели с суффиксом -ов и окончанием -а, но с характерной деталью: в основе лежит не просто имя, а полная форма с конечным -ы (Эсенбатыр → Эсенбатыров). Женский вариант на -а указывает, что носительница — женщина. Мужская форма фамилии — Эсенбатыров. Суффикс -ов типичен для русских фамилий, образованных от основ на согласный, и закрепился в XIX–XX веках при оформлении фамилий народов Средней Азии и Казахстана во время переписей и паспортизации.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где сильно влияние тюркских языков: Узбекистан, Туркменистан, Казахстан, а также Каракалпакстан. В России она встречается единично, чаще в среде мигрантов из этих республик. Встречаются варианты написания с одной буквой «с» (Эсенбатырова) и с удвоенной — Эссенбатырова, но исходная форма с одной «с» этимологически верна.

По социальному происхождению фамилия недворянская: она возникла в среде оседлого и кочевого населения, где личные имена были главным идентификатором. Предки носительницы фамилии — скорее всего, люди, не имевшие наследственной фамилии до советского времени. При этом само имя Эсенбатыр — нередкое, что говорит о его популярности среди тюркских народов в прошлом. Фамилия не имеет отношения к русским или славянским корням — это чистый пример тюркской ономастики, адаптированной русским суффиксом.