Фамилия Кастыкпаев — редкий случай, когда основа почти наверняка не русская, а тюркская, скорее всего казахская или башкирская. В русском ономастиконе она появилась как русифицированная форма патронима, то есть «сын человека по имени Кастыкпай».

Разбираем имя-основу. «Кастык» в тюркских языках имеет несколько значений, и здесь нужна осторожность. Самое прямое — «кастык» (или «кастық») в казахском означает «вред», «ущерб», «зло». Однако называть ребёнка «Вред» или «Зло» напрямую маловероятно. Скорее всего, это часть составного имени-оберега, распространённого у тюркских народов: родители давали имя с негативным оттенком, чтобы отвести от младенца сглаз и злых духов. Считалось, что такой ребёнок не нужен нечистой силе, и она его не тронет. Второй компонент — «пай» (или «бай») — означает «богач», «хозяин», «господин». Получается «Кастыкпай» — примерно «богач, которому не страшен вред», или, в обережной логике, «ложный богач» (чтобы настоящего богатства не сглазили).

Модель образования типична для рубежа XIX–XX веков, когда русская администрация фиксировала фамилии кочевого населения. К основе «Кастыкпай» добавили русский патронимический суффикс -ев (поскольку основа заканчивается на «й», который перешёл в «ев», а не в «ов»). Таким образом, Кастыкпаев — это буквально «потомок Кастыкпая».

Географически фамилия привязана к регионам, где проходила русификация имён у казахов: это Западный Казахстан, Оренбургская, Астраханская области, а также северные районы Казахстана. Встречаемость очень низкая, что подтверждает её локальное происхождение от конкретного родоначальника.

Интересная деталь: в отличие от многих тюркских фамилий на -ов/-ев, которые образованы от арабских или персидских имён (например, Ахметов, Муратов), Кастыкпаев держится на исконно тюркской лексике и архаичной обрядовой практике имянаречения. Это делает её ценной для диалектологов и этнографов, изучающих доисламский пласт казахской антропонимии.