Фамилия Гулоев — редкий случай, когда в основе лежит не русское, а тюркское или кавказское слово, хотя оформлена она по русской модели. Суффикс -ев указывает на типичную для России форму притяжательного прилагательного: «чей?» — Гулоев, то есть «сын Гулоя» или «человек из рода Гуло». Но само имя Гулой (или Гула) в славянской среде почти не встречается.

Самая вероятная версия — происхождение от тюркского имени Гула (Гуля, Гуло), которое восходит к слову «гюль» — роза, цветок. В таком случае Гуло — это ласкательная форма, а Гулоев — потомок человека, которого звали Розой. На Кавказе, особенно среди осетин и ингушей, фамилии с таким корнем не редкость: Гулаевы, Гуловы. Гулоев может быть их вариантом, адаптированным к русской письменности.

Менее популярная, но возможная версия — связь с диалектным русским словом «гулить» (ворковать, ласково разговаривать). Тогда Гуло могло быть прозвищем тихого, нежного человека. Однако эта гипотеза слабая: суффикс -ой в прозвищах (Гулой) для русского языка нетипичен, обычно говорят Гуля или Гулька.

Географически фамилия Гулоев встречается в основном на Северном Кавказе (Ингушетия, Чечня, Северная Осетия) и в среде выходцев оттуда. В центральной России она единична. Это значит, что предки носителя фамилии с высокой долей вероятности были не крестьянами из Рязанской губернии, а горцами, получившими русскую фамилию при документальном оформлении в XIX–XX веках.

Словообразовательно фамилия стоит в ряду таких же «кавказских» фамилий на -ев: Дудаев, Басаев, Дадаев. Все они образованы от личных имён (Дуди, Баси, Дади) по той же схеме. Гулоев — не исключение: это патроним, застывший в форме, которая для русского уха звучит как обычная фамилия, а для кавказского — как указание на род.