Фамилия Есильбаева — типичная для тюркской ономастики, где основой послужило сложное имя Есильбай. Разбираем его по частям. Первая, «Есиль», — это гидроним, название реки в Казахстане, самого длинного притока Иртыша. В казахском языке слово «есиль» означает «вьющаяся, длинная», что точно описывает характер течения этой степной реки. В честь неё назван и город Есиль (бывший Ишим). Вторая часть — «бай» — в тюркских языках традиционное обозначение хозяина, состоятельного, влиятельного человека, господина. Таким образом, имя Есильбай буквально означает «хозяин (или богач) с реки Есиль» либо «господин Есиля».

Фамилия образована по русской модели притяжательных прилагательных с суффиксом -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих) и окончанием -а, указывающим на женскую линию. В мужском варианте фамилия звучит как Есильбаев. В казахской среде фамилии в современном виде закреплялись в основном в советский период, поэтому говорить о глубокой древности именно фамилии Есильбаева не приходится. Однако само имя Есильбай — традиционное, и его носитель, скорее всего, был уважаемым человеком, жившим в городе Есиль или недалеко от одноимённой реки. Процесс формирования фамилий был длительным, поэтому окончательно утверждать точное место и время возникновения рода можно лишь на основании генеалогических исследований.