Фамилия Муратбай — редкий случай, когда мы имеем дело не с русским, а с тюркским антропонимическим типом, пришедшим в русский документооборот без изменений. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, которые образуются с помощью суффиксов -ов, -ин или -ский, Муратбай сохранила исходную форму личного имени. Это прямое указание на то, что предок носителя фамилии жил в регионе, где тюркские языки были основными, а фамилии в современном понимании закрепились поздно, порой уже в XX веке.

Основа фамилии — составное мужское имя Муратбай. Первая часть, «Мурат», восходит к арабскому «мурад» (желание, цель, намерение). Вторая часть, «бай», — тюркский социальный компонент, означающий «господин», «богач», «хозяин». В дореволюционной Средней Азии и Казахстане «бай» было не просто именной частицей, а указанием на состоятельность или знатность рода. Таким образом, имя Муратбай можно перевести как «господин, достигший желаемого» или «богатый, чья цель сбылась». Это имя давали с пожеланием благополучия и осуществления планов.

Географически фамилия Муратбай наиболее характерна для Казахстана, Каракалпакстана и западных областей Узбекистана. В русском контексте она встречается среди потомков тех, кто переезжал в центральные регионы России в советское время, либо среди представителей тюркских народов, исторически проживающих в Поволжье и на Южном Урале. Встречаются варианты написания с мягким знаком (Муратбай) и без, но оба закрепились в паспортах.

С точки зрения словообразовательной модели, Муратбай — это так называемая «чистая основа» или «усечённая фамилия». В русской традиции её могли бы адаптировать как Муратбаев или Муратбайкин, но из-за поздней фиксации в советских паспортах имя осталось в исходном виде. Это делает фамилию ценной для этнографов: она сохранила архаичную тюркскую форму, не переработанную русским суффиксом.