Фамилия Гюльбеков — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение ведёт не в славянскую, а в тюркскую или кавказскую языковую среду. Основа фамилии — личное имя или прозвище Гюльбек, которое состоит из двух частей: «гюль» (от тюркского и персидского «гюль» — роза, цветок) и «бек» (тюркский титул, означающий господин, князь, предводитель). Таким образом, имя Гюльбек можно перевести как «цветущий господин» или «князь-цветок» — это типичная для Востока образная конструкция, соединяющая поэтическое начало с социальным статусом.

Суффикс -ов указывает на то, что фамилия сформировалась в русской среде по модели отчества: «чей?» — Гюльбеков, то есть сын или потомок Гюльбека. Это говорит о том, что носитель фамилии или его предки попали в русское культурное поле, вероятно, через Кавказ, Закавказье или Среднюю Азию, где такие имена были распространены. В отличие от чисто русских фамилий на -ов, у Гюльбекова нет славянского корня — это адаптация восточного антропонима к русской грамматике.

Географически фамилия чаще всего встречается среди народов Дагестана, Азербайджана, а также у тюркских групп (кумыки, азербайджанцы). Компонент «бек» особенно характерен для аристократических или родовых имён у тюрков и горцев Кавказа: он указывал на знатное происхождение или военное сословие. Поэтому предки человека с фамилией Гюльбеков могли быть мелкими князьями, военачальниками или просто уважаемыми людьми, получившими такое имя при рождении как пожелание красоты и власти.

В русских документах фамилия фиксируется поздно, в конце XIX — начале XX века, когда массово записывали население окраин империи. Написание могло варьироваться: Гюльбеков, Гюль-Беков, а иногда и с буквой «Г» в начале, что указывает на твёрдое произношение. Сравнение с однокоренными фамилиями, такими как Гюльмамедов, Беков или Гюльахмедов, показывает, что модель «гюль + имя/титул» была продуктивной в мусульманских регионах, но именно сочетание с «бек» встречается реже — это придаёт фамилии оттенок изысканности и редкости.