Фамилия Мауленбай — одна из тех, что не вписывается в привычную модель русских фамилий на -ов, -ев или -ин. Её происхождение напрямую связано с тюркскими и арабо-персидскими традициями имянаречения, и она почти наверняка ведёт начало от личного имени. В основе лежит имя Мауленбай, где первая часть — «Маулен» — восходит к арабскому «мауля» (господин, владыка, покровитель). В исламской культуре это слово часто употребляется как эпитет Аллаха, а также как почтительное обращение к учителю или наставнику. Вторая часть — «бай» — классический тюркский компонент, означающий «богатый», «господин», «хозяин» (в казахском, узбекском, киргизском и других языках). Таким образом, имя Мауленбай можно истолковать как «господин, который богат» или «владыка-господин», но точнее — как «богатый покровитель» или «обладающий покровительством Всевышнего».

Фамилия Мауленбай, скорее всего, образована путём прямой передачи личного имени без добавления русского суффикса. Это характерно для фамилий, которые оформились в среде казахов, узбеков или других тюркских народов в XIX—XX веках, когда при записи в метрики или советские документы отчество или имя отца фиксировали как фамилию в исходной форме. Встречаются и варианты с русифицированным окончанием — Мауленбаев, но исходная форма Мауленбай — более архаичная и прямо указывает на имя предка.

Географически фамилия распространена прежде всего в Казахстане, а также среди казахской диаспоры в России (особенно в Оренбургской, Астраханской областях) и в Узбекистане. Встречается она редко, что говорит о её локальном или родовом характере. Носители такой фамилии в прошлом, вероятно, происходили из среды, где ценились религиозное образование и уважение к старшим: имя Мауленбай могли дать в семье потомственного муллы, аксакала или зажиточного скотовода.

С точки зрения словообразования, фамилия Мауленбай примечательна полным отсутствием типичных русских суффиксов. Это делает её «живым» именем, которое не прошло полную адаптацию в русской ономастике. Если сравнивать с однокоренными фамилиями вроде Мауленов (где основа та же, но добавлен суффикс -ов), то Мауленбай сохраняет первоначальный тюркский формант -бай, который в прошлом был социальным маркером достатка и положения.