Фамилия Мирзебутаева образована от тюркского составного имени Мирзебутай, которое складывается из двух самостоятельных частей. Первая часть — Мирза, восходящая к слову «мурза» — «князь», «господин». Вторая — Бутай, связанная с татарским «бута» — «верблюжонок», а в переносном смысле — «дитя». Выходит, что имя Мирзебутай означает «дитя князя» или, если чуть свободнее, «княжеское дитя».

Словообразовательная модель здесь прозрачная: к основе Мирзебутай добавлен русский патронимический суффикс -ев, а затем окончание -а, указывающее на женскую форму фамилии. Мужской вариант — Мирзебутаев. Такая схема типична для фамилий, которые закреплялись в русскоязычной среде у тюркских народов: имя отца становилось фамилией сына, а уже потом распространялось на всё потомство.

Интересно, что имя Бутай в тюркской традиции не было редкостью. Верблюжонок считался символом молодости, хрупкости и одновременно будущей силы — называя так ребёнка, родители желали ему расти крепким и достойным. В сочетании с «мурзой» такое имя звучало почти как титул: оно подчёркивало знатное происхождение рода, пусть и не всегда реальное — иногда подобные имена давали в надежде на покровительство или просто следуя моде.

Процесс формирования фамилий у тюркских народов Поволжья и Приуралья растянулся на столетия, поэтому точно определить, где и когда именно возник род Мирзебутаевых, без генеалогических изысканий нельзя. Можно лишь уверенно говорить, что фамилия эта — относительно поздняя, оформившаяся не раньше XVIII–XIX веков, когда патронимы начали закрепляться как наследственные. Встречается она преимущественно у татар и башкир, что согласуется с тюркской основой имени.

Отдельного внимания заслуживает редкий суффиксный облик фамилии. Если бы имя Мирзебутай адаптировалось по более распространённой модели, мы бы увидели вариант Мирзебутаев — он и есть основной. Но женская форма Мирзебутаева, при всей своей простоте, хорошо сохраняет исходное имя в почти неизменном виде, что делает фамилию удобной для историков: по ней легко реконструировать имя предка.