Фамилия Купальмустаев — редкий случай, когда в основе лежит не одно слово, а целое устойчивое выражение. Она образована от прозвища, которое, скорее всего, звучало как Купаль Мустай или Купал Мустай. Вторая часть, «Мустай», — это тюркское имя, распространенное у башкир и татар. Оно восходит к арабскому «Мустафа» («избранный»), но в просторечии давало такие формы, как Мустай, Мустак, Мустакай. Первая часть — «Купаль» — глагольная форма в повелительном наклонении: «купай» или «купаль» от «купаться». Получается, что прозвище Купальмустай означало «Купайся, Мустай» или «Мустай-купальщик».

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Обычно фамилии на -ев образуются от полных имен (Иван — Иванов) или прозвищ-существительных (Кузнец — Кузнецов). В случае Купальмустаева мы видим основу, которая сама по себе является мини-фразой. Это характерно для прозвищ, которые давали по случайному случаю, по привычке или по яркой черте поведения. Человек мог получить такое прозвище, если постоянно купался в реке, работал на воде или просто любил воду, а звали его Мустаем.

Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья и Приуралья — Башкортостану, Татарстану, Оренбургской области. В этих местах тюркские имена и русские суффиксы фамилий (в данном случае -ев) встречаются постоянно: русские чиновники или священники фиксировали прозвище и оформляли его по привычной модели «имя + -ов/-ев». Купальмустаев — это не дворянская и не крестьянская фамилия в классическом понимании, а скорее поздняя, возникшая в XVIII–XIX веках у башкир или татар, которые переходили на фамильный учет.

Спорных версий здесь немного. Вариант, что «Купаль» — это искаженное «Купала» (языческий праздник), маловероятен: имя Купала не давали людям, а прозвище от праздника звучало бы иначе (Купальников, Купальский). Также маловероятно, что основа — арабское «кубба» (купол) или тюркское «купа» (светлый): тогда фамилия выглядела бы как Купаев или Купамустаев. Самая правдоподобная версия — бытовое прозвище-приказ, которое закрепилось за родом. Фамилия остается очень редкой, и ее носители, скорее всего, имеют общие корни в одном из башкирских или татарских сел.