Фамилия Мергенбаев — классический пример тюркской фамилии, образованной по отческой модели: потомок человека по имени Мергенбай. Разобрать её можно быстро: основа — мужское личное имя Мергенбай, а формант -ев указывает на принадлежность («сын» или «внук»), то есть Мергенбаев буквально значит «сын Мергенбая». Такой способ словообразования характерен для многих народов, где фамилии фиксировались позже имён, уже в XIX–XX веках.

Имя Мергенбай составное, и в нём две части. Вторая, «бай», в тюркской традиции означала «богач», «хозяин», «господин» и часто добавлялась к именам как пожелание благополучия и уважения. Первая часть — Мерген — восходит к древнетюркскому слову со значением «искусный охотник», «меткий стрелок». В кочевой культуре охота была не просто промыслом, а школой выживания и доблести, поэтому имя Мерген давали как оберег: считалось, что оно передаст мальчику ловкость, твёрдость руки и смелость.

Родители, называя сына Мергенбаем, вкладывали в имя целую программу: они желали ему вырасти сильным, метким, способным защитить семью и родину. Такие имена с пожеланиями воинских и мужских качеств были широко распространены у казахов, киргизов, башкир и других тюркских народов. Потомки этого человека, утратив со временем память о личном имени предка, сохранили её в фамилии — Мергенбаев.

Географически фамилия чаще всего встречается в Казахстане и в регионах России с компактным проживанием тюркских народов, например в Оренбуржье или в Поволжье. В русскоязычной среде написание закрепилось с окончанием -ев, хотя в оригинале имя звучало бы как Мергенбайулы (у казахов) или Мергенбаевич (в русифицированной отчественной форме). Варианты написания могут встречаться — Мергенбаев, иногда Мергенбайев, — но первый вариант нормативный.

В целом фамилия звучит как краткая родовая биография: за ней стоит не просто имя, а целый образ — меткий охотник, хозяин, защитник. Это типичная для тюркского мира фамилия-патроним, которая не связана ни с сословием, ни с ремеслом, а отражает личное качество предка, которое семья хотела сохранить в памяти на поколения вперёд.