Фамилия Кенжакаева образована от мужского имени Кенжакай, которое, в свою очередь, восходит к тюркскому имени Кенжа. Основа «кенж» в тюркских языках (казахском, киргизском, ногайском) означает «младший», «маленький», «последний ребёнок». Имя Кенжа часто давали младшему сыну в семье. Уменьшительно-ласкательный суффикс «-кай» (Кенжакай) усиливает значение «младшенький» — так могли называть позднего, долгожданного ребёнка или самого младшего из братьев.

Фамилия имеет типично казахское и киргизское происхождение. Суффикс «-ева» (женский вариант) или «-ев» (мужской) — русский патронимический суффикс, который прибавлялся при русификации фамилий в XIX–XX веках, в основном в документах и метриках. Исходная форма без русского суффикса — Кенжакай. В Казахстане и Киргизии фамилия чаще встречается в форме Кенжакаев (мужской) и Кенжакаева (женский), но в русскоязычной среде закрепился вариант с «-ев».

С точки зрения словообразовательной модели фамилия необычна двойным суффиксом: сначала тюркский уменьшительный «-кай», затем русский патронимический «-ев». Это редкий случай, когда основа уже содержит уменьшительную форму, а русский суффикс лишь оформляет фамилию по модели «имя + ев». Сравните с однокоренными фамилиями Кенжебаев, Кенжегараев — в них суффикс «-бай», «-гара» указывают на другое значение (богатство, сила), а Кенжакаев прямо отсылает к младшинству.

Географически фамилия распространена в южных регионах Казахстана (Жамбылская, Туркестанская области), а также среди казахов Оренбургской и Астраханской областей России. Встречается и у киргизов, особенно в Чуйской и Таласской областях. Носители фамилии — потомки тех, кого в роду называли «кенжа» или «кенжакай»: младшего сына, который часто оставался жить с родителями и наследовал дом.

Сословно фамилия не привязана к дворянству или духовенству: она бытовала среди простых кочевников-скотоводов. В документах Российской империи казахов записывали по отчеству, и форма «Кенжакаев» фиксировалась как фамилия уже в советское время.