Фамилия Гулбагамаева — редкий случай в русском ономастиконе, где арабское имя наложилось на русскую словообразовательную модель. Корень здесь — личное имя Гулбагама (встречается также в формах Гулбагам, Гюльбагам), которое сложено из двух частей: «гул» (персидское «цветок, роза») и «багама» (арабское «весть, благая весть»). Вместе имя можно перевести как «цветок благой вести» или «роза, приносящая радость». Это женское имя, распространённое у народов Кавказа и Средней Азии, особенно у аварцев, кумыков, лезгин и других дагестанских этносов.

Суффикс -ев- указывает на принадлежность: Гулбагамаева буквально значит «дочь (или жена) Гулбагамы». В русской традиции фамилии на -ев/-ов образовывались от имён отца, но в данном случае, поскольку основа — женское имя, возможны два варианта. Либо фамилия пошла от матери (матрилинейная модель, нечастая, но встречающаяся у народов Дагестана), либо имя Гулбагама носил мужчина — такое тоже бывает: в некоторых культурах мужчина мог получить женское имя в честь бабушки или по обету. Более вероятна первая версия: фамилия фиксирует имя матери в роду, где женщина играла заметную роль.

Географически фамилия привязана к Дагестану, особенно к аварским и кумыкским сёлам. Встречается также у чеченцев и ингушей, но реже. В русских переписях XIX — начала XX века таких фамилий почти нет: они закрепились в советское время, когда горцам массово давали паспорта и записывали фамилии по отчеству или имени старшего в семье. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на третий слог: Гулбагама́ева (от имени Гулбагама́).

Родственные фамилии — Гулбагамов, Гулбагамаев, Гюльбагамова — различаются только написанием (через «ю» или «у») и окончанием, что связано с местными диалектами и записями в документах. В русском языке фамилия не склоняется по роду: для мужчины — Гулбагамаев, для женщины — Гулбагамаева, хотя в быту часто используют единую форму для обоих полов.