Фамилия Кучербаев — классический пример тюркской фамилии, образованной по русской модели. Её основа — личное имя Кучербай, которое сложили из двух древнетюркских корней. Первый корень, «кучер», связан с глагольной основой со значением «переселять, перемещать»; второй, «бай», означает «господин, богатый человек». Вместе они дают прозрачную характеристику: «странствующий господин» или «кочующий богач». Имя, скорее всего, давали не в честь реального титула, а как пожелание или прозвище — например, человеку, который много переезжал, вёл торговлю или пас скот на дальних пастбищах.

Фамилию построили по стандартному для Российской империи принципу: к основе Кучербай добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого [й]). В результате получилось «Кучербаев» — буквально «сын Кучербая». Такие фамилии массово закреплялись за башкирами, татарами и другими тюркскими народами после ревизий и введения обязательных фамилий в XIX веке.

География фамилии плотно привязана к Башкортостану. В Книге памяти Республики Башкортостан зафиксированы ранние носители: Абайдулла Тухватович Кучербаев (1895 года рождения, деревня Саманово Абзелиловского района) и Ахметша Мухаметович Кучербаев (1870 года рождения, деревня Акназарово Кугарчинского района). Обе точки — южные районы Башкирии, где исторически сильны башкирские роды. Деревни Саманово и Акназарово существуют до сих пор, что говорит об устойчивом бытовании фамилии на этой территории.

Встречается и редкий вариант написания — Кучербаев, через твёрдый знак в корне (Кучербаевъ), в дореволюционных документах. Современная орфография закрепилась после реформы 1918 года.

Сравните с однокоренными фамилиями: Кучеров (от прозвища Кучер, но здесь основа другая — русская, от слова «кучер», возница) и Баймурзин (где «бай» — тоже первая часть, но в паре с именем Мурза). Кучербаев стоит особняком: в нём «бай» не суффикс, а полноправная часть сложного имени, что типично для башкирской и татарской антропонимии.