Фамилия Мажибай — редкий пример, где тюркское имя стало фамилией без русских суффиксов -ов или -ин. В основе лежит личное имя Мажибай, которое состоит из двух частей: «мажи» (искажённое арабское «маджид» — славный, почтенный) и «бай» (тюркское — господин, богач, хозяин). Таким образом, имя-основа переводится как «почтенный господин» или «славный богач». Фамилия застыла в форме чистого имени, что характерно для фамилий казахского, башкирского, татарского происхождения, которые не прошли через русскую паспортную русификацию.

Встречается фамилия в основном у казахов и башкир, реже — у татар. Географически привязана к южным регионам Казахстана (Алматинская, Жамбылская области) и к Башкортостану. В русских документах XIX — начала XX века таких фамилий почти нет: тюркские народы массово получали фамилии только в 1920–1930-е годы, и тогда имя Мажибай могли записать как фамилию без изменений, особенно если человек не служил в армии и не имел дела с царскими чиновниками.

Словообразовательная модель проста: фамилия образована от личного имени путём трансонимизации — перехода антропонима из одного разряда в другой. В отличие от русских фамилий на -ин (Мажибаев), здесь нет патронимического суффикса, указывающего на принадлежность отцу. Это говорит о том, что носитель или его ближайший предок носил это имя как родовое прозвище, а не как отчество. Фамилия Мажибаев (с суффиксом -ев) встречается значительно чаще и как раз указывает на потомка человека по имени Мажибай.

Однокоренные фамилии — Мажитов (от имени Мажит), Мажиев, Баев, Баймажиев. В них тот же корень «мажи» или «бай», но в разных комбинациях. Спорных версий происхождения у этой фамилии нет: она прозрачна для тюркской ономастики. Единственный нюанс — написание через «и» или «ы» (Мажыбай) — зависит от диалекта и правил транслитерации в конкретном регионе.