Фамилия Кайбулаева — яркий пример того, как тюркское имя, попав в русскую среду, обросло славянским суффиксом и закрепилось в документах. Её основа — мужское личное имя Кайбула (или Кайбулат), которое состоит из двух тюркских корней: «кай» (крепкий, могучий) и «булат» (сталь). В буквальном смысле имя означает «крепкий, как булатная сталь» — типичный для кочевой культуры комплимент воину, подчёркивающий его силу и несгибаемость. Такие имена-пожелания были распространены у татар, башкир, ногайцев и других тюркских народов.

Суффикс -ев указывает на модель образования русских фамилий от имён, оканчивающихся на твёрдый согласный. Учитывая, что исходная форма — Кайбулай (с конечным -й), логичнее было бы ожидать суффикс -ев, а не -ов. Однако в живой речи и при записи в метрические книги имя Кайбулай часто осмыслялось как Кайбула, отсюда и фамилия Кайбулаев. Форма Кайбулаева — женский вариант, образованный по той же модели, что и Иванова, Петрова.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Предуралью, особенно к территориям бывшего Казанского и Астраханского ханств, где активно шла христианизация и русификация татарских и башкирских родов. Носители фамилии — потомки служилых татар или башкир, перешедших на русскую службу и получивших в XVIII—XIX веках фамилии по именам своих родоначальников. Сословно это могли быть как крестьяне, так и мелкопоместные дворяне, если род входил в состав «князей» или «мурз» — в тюркской среде имя Кайбула встречалось у знати.

Интересная деталь: имя Кайбулат иногда путали с тюркским же именем Кильбулат (от «киль» — приходи, «булат» — сталь), что порождало варианты фамилии Кильбулаев. Но Кайбулаев — более древний и распространённый вариант, не связанный с призывом, а только с качеством стали. В дореволюционных списках фамилия встречается в написании Кайбулаевъ, а в советское время утратила твёрдый знак.