Фамилия Койлубаева образована по самой распространенной в тюркских языках модели — от мужского имени с помощью притяжательного аффикса -ев/-ова. Здесь основа — мужское имя Койлубай (Койлубай). Разбираем её на две части: «койлу» и «бай».

Первая часть «койлу» восходит к тюркскому слову кой — «овца», в переносном смысле «смирный, кроткий». В казахском, киргизском и других тюркских языках «койлы» означает «имеющий овец», «овцеводческий». Вторая часть «бай» — древний титул, означающий «богач, хозяин, господин». В составе личных имен «бай» часто выполнял роль пожелания богатства и благополучия. Таким образом, имя Койлубай можно перевести как «богатый овцами», «хозяин отар» или «богатый, как овцевод».

Фамилия Койлубаева — женская форма, мужская — Койлубаев. Она типична для народов, говорящих на казахском и киргизском языках, где фамилии на -ев/-ова активно формировались в советский период при паспортизации. До этого носители имени Койлубай пользовались отчеством или родовым именем без закрепленной фамилии.

Словообразовательный суффикс -ев (а не -ов) указывает на то, что основа имени заканчивается на мягкий согласный или гласный. В данном случае — на «й» (Койлубай → Койлубаев). Это стандартная русификация тюркских фамилий: конечный «й» переходит в «ев» при добавлении русского патронимического суффикса.

Род занятий предка, носившего имя Койлубай, скорее всего, был связан с животноводством. В кочевой культуре Центральной Азии овцы были основой хозяйства: давали мясо, шерсть, кожу и молочные продукты. Имя, подчеркивающее богатство отарами, давали с надеждой на процветание рода. Фамилия не указывает на конкретное сословие (знать или крестьянство), так как «бай» в личных именах был распространен среди всех слоев, хотя и нес оттенок уважения и достатка.

Встречаются варианты написания: Койлыбаева, Кайлубаева. Однако форма с «о» в первом слоге (Койлубаева) является основной и зафиксирована в документах. В отличие от фамилий, образованных от арабских или персидских корней, эта фамилия чисто тюркская, без религиозного подтекста.