Фамилия Кутлукаев — яркий пример тюркского наследия в русском ономастиконе, и её разбор стоит начать с корня, а не с суффикса. Основа «Кутлук» восходит к древнетюркскому слову «кут» — душа, жизненная сила, счастье, благодать. В тюркских языках «кутлу» означает «счастливый», «благословенный», а аффикс «-лык/-лук» образует отвлечённые понятия (счастье, благополучие). Таким образом, имя Кутлук (или Кутлукай) переводится как «счастье», «удача» или «тот, кто приносит счастье». Это было распространённое личное имя у татар, башкир, ногайцев и других тюркских народов Поволжья и Урала.

Суффикс «-ев» в фамилии — чисто русский патронимический формант, который присоединялся к тюркским основам при оформлении фамилий в XVI–XIX веках. В отличие от «-ов», который чаще встречается после твёрдых согласных, «-ев» появляется после мягких или шипящих, и здесь он указывает на то, что исходная форма имени была Кутлукай (с конечным «й»). То есть фамилия буквально означает «сын Кутлукая». Такая модель — тюркское имя плюс русский суффик — типична для татарских и башкирских родов, перешедших в русское подданство и получивших фамилии по отцу.

Географически фамилия Кутлукаев привязана к регионам расселения татар и башкир: Оренбургская, Челябинская области, Башкортостан, Татарстан, а также встречается у казахских родов (в форме Кутлукаев или Кутлукай). В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках носители фамилии часто записаны как «тептяри» или «государственные крестьяне» — сословие, которое в Уфимской и Оренбургской губерниях составляли выходцы из татар, башкир и чувашей, платившие ясак. Это указывает на то, что предки Кутлукаевых были не кочевой знатью, а оседлыми земледельцами или скотоводами, принявшими русское подданство и фамильную систему.

Встречается и более редкая версия происхождения — от прозвища Кутлук, которое могли дать человеку, родившемуся в удачный день или обладавшему, по мнению окружающих, «счастливой рукой». Однако для тюркской антропонимии эта версия избыточна: имена со значением «счастье» были настолько популярны, что их давали новорождённым как обереги, и прозвищная функция здесь вторична.

В русском языке фамилия сохранила ударение на втором слоге — Кутлýкаев, что соответствует тюркской просодике, где ударение обычно падает на последний слог основы. В документах XIX века можно встретить варианты написания Кутлукайев (с сохранением тюркского «й» в середине) или Кутлуков (с другим суффиксом), но форма на «-ев» закрепилась как основная.