Фамилия Кайгулова — редкая, и её разумнее всего рассматривать в связке с мужской формой Кайгулов. Основа фамилии тюркская, и здесь сразу возникают две рабочие версии, причём одна заметно правдоподобнее другой.

Первая и наиболее вероятная: в основе лежит тюркское мужское имя Кайгул или прозвище Кайгулы. В тюркских языках (особенно в татарском, башкирском, казахском) слово «кайгы» (или «кайгу») означает «печаль», «горе», «забота». Соответственно, Кайгулы — это «печальный», «озабоченный», «тоскующий». Имя с таким значением могли дать в качестве оберега: считалось, что, назвав ребёнка Печалью, родители отводят от него настоящие несчастья. Модель образования типична: основа Кайгул + русский патронимический суффикс -ов (чей? — Кайгулов). Суффикс -а в женском варианте указывает на принадлежность к роду.

Вторая версия — топонимическая. Фамилия могла возникнуть от названия населённого пункта вроде Кайгулово или Кайгулы. Такие топонимы встречаются в Башкортостане и Татарстане. Тогда предок Кайгуловых — выходец из этой деревни. Однако эта версия слабее: фамилии от названий сёл обычно образуются через суффикс -ский/-ской (Кайгуловский), а не через -ов. Поэтому «от имени» — более прямой и логичный путь.

Суффикс -ов типичен для русских фамилий, но сама основа — тюркская, что указывает на этнические корни носителей. Скорее всего, предки Кайгуловых были крещёными татарами, башкирами или представителями других тюркских народов Поволжья и Приуралья, которые в XVIII–XIX веках получали фамилии по имени отца. Сословно это могли быть государственные крестьяне, реже — служилые люди (тептяри, ясачные), но точных данных об этом по фамилии нет.

В написании фамилии есть одна особенность: в некоторых старых документах её могли записывать как Кайгулова или Кайгуллева — из-за особенностей произношения тюркского звука «г» и последующей адаптации к русской графике. Но современный вариант устоялся.

Искать однокоренные фамилии стоит среди тюркских: Кайгулов, Кайгулин, Кайгужин. Все они восходят к одному корню «кайгы/кайгу» и различаются лишь суффиксами, указывающими на разные диалекты или способы оформления.