Фамилия Кузенбаев — тюркская по происхождению, типичная для народов, где в основе фамилий лежат личные имена. В данном случае в основе лежит имя Кузенбай. Это сложносоставное имя, и его разбор помогает понять, каким видели своего сына или внука предки.

Первая часть имени — «куз» — в тюркских языках означает «глаз». В переносном смысле это слово использовалось для обозначения чего-то очень дорогого, ценного, того, что нужно беречь «как зеницу ока». Вторая часть — «бай» — широко распространённый компонент в тюркской антропонимии, означающий «хозяин», «богатый», «могущественный человек», «господин». В именах этот элемент часто выполнял роль пожелания: чтобы ребёнок вырос состоятельным и уважаемым.

Между корнями «куз» и «бай» стоит элемент «-ан-». В существующем описании его верно трактуют как связку, соединяющую две основы в единое имя. Благодаря этой вставке имя звучит как Кузенбай, а не Кузбай. Полное значение имени, таким образом, складывается в пожелание: «мальчик (или человек), дорогой, как зеница ока» и одновременно «богатый господин». Это двойное пожелание счастья и достатка.

Фамилия Кузенбаев образована по стандартной для русского языка модели: к основе имени Кузенбай добавили русский патронимический суффикс «-ев», обозначающий принадлежность (чей? — Кузенбаев). Буквально это означает «сын Кузенбая» или «потомок Кузенбая». Фамилии с таким суффиксом массово возникали в XIX веке при переходе тюркских народов к оседлому образу жизни и фиксации родовых имён в документах.

Встречаются варианты написания фамилии через «а» — Кузанбаев. Оба варианта восходят к одному имени, но в диалектах произношение «Кузенбай» и «Кузанбай» могло чередоваться. В русской записи это закрепилось как две разные фамилии, хотя этимологически они идентичны.