Фамилия Исембулатова — женская форма фамилии Исембулатов, а та, в свою очередь, — классический образец тюркской антропонимической модели. В её основе лежит сложное мужское личное имя Исембулат, которое в прошлом было широко распространено среди башкир, татар и других народов Поволжья и Приуралья.

Разбираем имя по частям. Первая часть — «исем» — с татарского и башкирского переводится как «имя», «слава», «известность». Вторая — «булат» — восходит к персидскому «пулад» (сталь, булат). В тюркской ономастике «булат» стало символом крепости, несокрушимости и воинской доблести. Таким образом, Исембулат — это «знаменитый, как булат», или, в более широком смысле, «крепкий славой». Имя давали с пожеланием мальчику стать человеком с твёрдым характером и добрым именем.

Фамилия образована по русскому патронимическому суффиксу -ов/-ев, который «пришили» к тюркской основе. В быту до XVIII–XIX веков человека могли называть просто Исембулат, а его сына — Исембулатов (то есть сын Исембулата). Когда фамилии стали обязательными для всех сословий (в основном после отмены крепостного права), эта форма закрепилась за целым родом.

Географически фамилия Исембулатовых тяготеет к Башкортостану, Татарстану, Оренбургской и Челябинской областям. Носители — в основном потомки башкирских или татарских крестьян, реже — служилых людей. Встречаются варианты написания с одной «с» (Исембулатова — правильное), хотя в редких документах можно увидеть Исембулатова с двойной «с» (Иссембулатов) как результат канцелярской ошибки или диалектного произношения. С точки зрения словообразования фамилия уникальна тем, что сохранила архаичную форму имени, вытесненного в XX веке более короткими аналогами (например, Булат).