Фамилия Коскатбаев — редкий пример тюркской фамилии, в которой имя-основа отчётливо указывает на географическое положение. Её носитель, скорее всего, происходит из казахской или другой тюркоязычной среды, где фамилия образована по стандартной модели: личное имя + патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягких согласных). На слух необычный корень «Коскатбай» разлагается на две части: «кос» и «катбай».

Первая часть, «кос», в тюркских языках означает «парный», «двойной» или «соединённый». В топонимике и антропонимике это частый элемент: например, казахские названия Косарал (двойной остров) или Костобе (двойной холм). Вторая часть, «катбай», — сложнее. Скорее всего, это искажённое «катпай» или «катбай» от «кат» (слой, ряд, этаж) и «бай» (богатый, хозяин). То есть «Катбай» — имя со значением «богатый слоями» или «многослойный богач» (возможно, метафора плодородия или многочисленного скота). Вместе «Коскатбай» можно перевести как «двойной богач» или «парный хозяин» — имя-пожелание, подчёркивающее изобилие и удвоение достатка.

Суффикс -ев в фамилии Коскатбаев — это русское окончание, которое в XIX–XX веках добавляли к тюркским именам при официальной записи в метриках или переписях. Сама фамилия — относительно поздняя: у казахов и других кочевых народов родовые имена в современном виде закрепились только после введения всеобщей паспортизации в СССР. До этого человека называли по отцу: Коскатбайулы (сын Коскатбая). Коскатбаев — это русифицированная форма такого отчества.

Географически фамилия тяготеет к западному и южному Казахстану, где распространены топонимы с «Кос-» и имена с «-бай». Встречается она редко: по открытым данным, в России и Казахстане насчитывается не более нескольких сотен носителей. По сословию предки, скорее всего, были скотоводами или мелкими землевладельцами — «бай» в имени указывает на зажиточность, но не на аристократию.

Других версий происхождения, например славянской или иранской, нет — корни фамилии однозначно тюркские, и попытки искать в ней что-то иное были бы натяжкой.