Фамилия Купеншеева — редкий случай, когда географическая привязка оказывается важнее морфологического разбора. Её основа, Купеншеев, почти наверняка восходит к казахскому или башкирскому мужскому имени Копеншей (варианты: Купеншай, Көпеншәй). В тюркских языках это сложное имя: «көп» означает «много, обильно», а «шай» (от арабского «шах») — «господин, правитель». Имя в целом трактовали как «обильный господин» или «щедрый правитель», что характерно для пожелательных имён у кочевых народов.

Модель образования фамилии — типичная для русского освоения тюркских имён: к основе Купеншей добавили русский патронимический суффикс -ев (форма родительного падежа: «чей сын?» — Купеншеев), а потом уже фамилию оформили по женскому роду — Купеншеева. Такое окончание указывает, что фамилия впервые зафиксирована в документах на женщину (вдову или дочь) либо что носительница — женщина. В мужском варианте фамилия звучала бы Купеншеев.

Фамилия почти не встречается за пределами Оренбургской области и Башкортостана — именно в этих регионах исторически компактно жили башкиры и казахи, переходившие на русскую фамильную систему в XIX веке. Это не дворянская и не купеческая фамилия: её носители, скорее всего, происходят из сословия государственных крестьян или казаков-тептярей, которые несли пограничную службу на юго-восточных рубежах России.

Интересная деталь: в документах XVIII–XIX веков можно встретить написание Купеншаев — с буквой «а» в середине. Это след диалектного произношения, где «а» и «е» в безударной позиции смешивались. Современная литературная форма закрепилась с «е» под влиянием письменной традиции русского языка, хотя по тюркскому оригиналу правильнее было бы «Купеншаев». Фамилия остаётся крайне редкой: по открытым данным переписей, в России её носят не более нескольких десятков человек, и почти все они — жители Оренбуржья.