Фамилия Мирзобаев — яркий пример того, как личное имя, пройдя через тюркскую и арабо-персидскую традиции, закрепилось в русской фамильной модели. Её основа — составное имя Мирзобай. Первая часть, «мирзо» (от персидского «мирза»), восходит к титулу «амир-заде» — «сын эмира, княжич». В Средней Азии и у татар «мирза» со временем стало частью личного имени, указывая на знатное происхождение или просто на уважаемого человека, часто грамотного и занимающегося письмоводством. Вторая часть, «бай», — тюркское слово, означающее «господин, богач, хозяин». Таким образом, имя Мирзобай буквально переводится как «господин-мирза» или «богатый княжич» — своего рода усиление статуса, двойное указание на знатность и достаток.

Суффикс «-ев» стандартно присоединяется к основам, оканчивающимся на согласный (в данном случае на «й», который в русской передаче переходит в «ев», а не «оев»). Это типичная русская патронимическая модель, означающая «сын Мирзобая» или «принадлежащий Мирзобаю». Так фамилия вписалась в общероссийский ономастикон, хотя её корни — в среде, где были сильны персидская культура и исламские имена.

Географически фамилия Мирзобаев распространена преимущественно в регионах с тюркским и ираноязычным населением: в Узбекистане, Таджикистане, среди каракалпаков, а также у татар и башкир. В России она встречается локально, в основном в Татарстане и Башкортостане, реже — в астраханских и сибирских татарских общинах. В отличие от фамилий на «-оглы» или «-заде», которые сохраняют восточную конструкцию, Мирзобаев полностью русифицирована по форме, что указывает на достаточно раннее вхождение её носителей в русскую административную и податную систему, возможно, ещё в XIX веке.

Интересно, что фамилия Мирзобаев стоит в одном ряду с такими фамилиями, как Мирзоев, Мирзаев, Мирзаханов, где основа та же, но суффиксы разные. Мирзоев — самый массовый вариант, образованный от чистого «Мирза»; Мирзобаев — более редкий, с уточняющим компонентом «бай». Это говорит о том, что предок носителя фамилии был не просто «мирзой», а человеком, которого в быту называли полным, составным именем, подчёркивающим его состоятельность и вес в обществе.