Фамилия Гайсиева — женская форма от Гайсиев, а та, в свою очередь, образована от мужского имени Гайса. Это имя — одна из тюркских или арабо-мусульманских форм библейского имени Иисус (в исламской традиции — Иса, в Коране — Иса ибн Марьям). В башкирском, татарском и казахском языках имя Гайса (или Ғайса) распространено широко, а фамилия Гайсиев — одна из самых типичных для этих народов.

Словообразовательная модель проста: к основе Гайса добавляется русский патронимический суффикс -ев (вместо -ов после мягкого согласного). Такой способ оформления фамилий характерен для тюркоязычных народов России, чьи фамилии в XIX–XX веках русифицировали по образцу русских отчеств. Буква «й» в середине фамилии (Гайсиев, а не Гаисиев) — результат передачи тюркского долгого или йотированного звука: имя Гайса на слух часто произносится как «Гай-са», с отчетливым разделением.

Менее вероятная, но встречающаяся в ономастике версия связывает фамилию с арабским словом «гайс» (غَيْث) — «дождь», «благодать». Однако в этом случае исходное прозвище звучало бы как Гайс, а фамилия — Гайсов, а не Гайсиев. Поэтому основная гипотеза остается религиозно-антропонимической: предок носителя фамилии носил имя Гайса, данное в честь пророка Исы.

Географически фамилия Гайсиева чаще всего встречается в Башкортостане и Татарстане, а также среди башкирских и татарских диаспор в Челябинской и Оренбургской областях. Сословно предки могли быть как крестьянами, так и служилыми людьми — в XVIII–XIX веках башкиры и татары нередко получали фамилии именно по имени отца, без привязки к роду занятий.