Фамилия Муртаибов — редкий пример фамилии, образованной от сложного арабского имени, которое в русской записи подверглось сильному искажению. Основа здесь — имя Муртаиб, которое восходит к арабскому «Муртаджаб» или «Муртаджиб». В арабском языке корень «раджаба» означает «бояться», «страшиться», а «муртаджиб» — это «тот, кто испытывает страх (перед Богом)», то есть богобоязненный, набожный человек. Такой эпитет был распространён в мусульманской среде как личное имя или прозвище.

С точки зрения словообразования фамилия построена по стандартной русской модели: к основе Муртаиб добавлен патронимический суффикс -ов, который у славян указывал на принадлежность — «сын Муртаиба». Однако в тюркских языках, через которые имя чаще всего попадало в русскую среду, конечный согласный «б» мог озвончаться или выпадать, что и дало форму «Муртаиб» вместо исходного «Муртаджеб». Фамилия характерна для народов Поволжья и Северного Кавказа — татар, башкир, кумыков, чеченцев, у которых арабские имена приживались в сильно адаптированном виде.

Интересно, что в дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках фамилия могла записываться по-разному: Муртаибов, Муртаев, Муртазов. Вариант с окончанием на -ов закрепился в основном у оседлого крестьянского и мещанского населения, а у горцев Кавказа фамилия чаще оформлялась без суффикса или с тюркским окончанием -лы/-ли (Муртаиблы). Встречается также написание с «х» на конце — Муртаибовх, что характерно для фамилий казаков-некрасовцев и некоторых групп терских казаков.

Социально фамилия не принадлежала к знати. Носители её — в основном крестьяне и ремесленники, реже — муллы и учителя при мечетях. Сегодня Муртаибовы живут в Татарстане, Башкортостане, Дагестане, Чечне, а также в среде татарской диаспоры в Средней Азии. Встречается фамилия и в Азербайджане, где вместо -ов используют окончание -ов или -лы.

Точных данных о древности фамилии нет, но по косвенным признакам — по форме с арабским корнем и русским суффиксом — она могла сложиться не раньше середины XIX века, когда у мусульманских народов начали массово фиксировать фамилии по русскому образцу. Более ранние варианты, если они были, не сохранились в документах.