Фамилия Изельбаев — редкий пример русской фамилии тюркского происхождения, в основе которой лежит сложное имя-пожелание. Разбирая её, сразу замечаешь характерный башкирский или татарский след: суффикс -баев (от слова «бай» — богатый, хозяин) и корень, который восходит к личному имени Изель.

Самое правдоподобное объяснение: Изель — это диалектный вариант имени Ишбулды (в переводе «стал товарищем», «друг появился») или Исмагил (Измаил), где произошло фонетическое сжатие. В башкирском языке, особенно в зауральских говорах, звук «ш» мог переходить в «з», а «булды» редуцироваться до «зель». Таким образом, Изельбаев буквально означает «сын того, кто стал богатым (или хозяином) благодаря другу/товарищу». Это типичная для кочевых народов модель: имя-оберег, которое должно было привлечь в семью достаток и верных соратников.

Менее вероятная, но возможная версия отсылает к топониму. В Башкортостане есть деревня Изельбаево (в Хайбуллинском районе). В таких случаях фамилия могла закрепиться за выходцем из этого села по той же модели: «Изельбаев» — «тот, кто из Изельбаево». Однако первичным всё же выглядит антропоним: деревни часто называли по имени основателя, а не наоборот.

Географически фамилия почти целиком привязана к юго-востоку Башкортостана и прилегающим районам Оренбуржья. Встречаемость крайне низкая — это не массовая фамилия, а родовая метка конкретной группы башкирских родов, возможно, из племени бурзян или тангаур. В документах XIX века — метрических книгах Оренбургской губернии — носители фамилии записывались как тептяри или башкиры-вотчинники, то есть несли военно-податную службу, но владели землёй на общинном праве.

С точки зрения словообразования фамилия архаична: суффикс -ев присоединён к основе Изельбай, где первый компонент — уже упомянутое имя, а второй — титул «бай». В русском языке фамилия застыла в форме притяжательного прилагательного, но в тюркской среде она звучала бы как Изельбай улы (сын Изельбая).