Фамилия Нарубаев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с конкретным действием, а не с именем или профессией. Корень здесь — «наруб-», от глагола «нарубать». Человек мог получить такое прозвище за манеру рубить (дрова, мясо, капусту) — быстро, сильно или неаккуратно. Но вероятнее, что прозвище было ироничным: «Нарубай» могли назвать того, кто слишком рьяно берётся за топор или, наоборот, работает спустя рукава, «нарубая» лишнего.

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилий от прозвищ, оканчивающихся на твёрдый согласный или «-й». В данном случае основа «Нарубай» дала форму «Нарубаев» — буквально «сын Нарубая». Фамилия могла возникнуть в среде, где рубка была основным занятием: среди крестьян-лесорубов, плотников или даже мясников. В отличие от фамилий на «-ин» (от основ на «-а»), здесь мы видим типичный восточнославянский патроним от прозвища-глагола.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским регионам, где глагольные прозвища встречались чаще. Встречаются варианты написания «Нарубай» (без суффикса) — возможно, исходная форма прозвища, которая в некоторых семьях закрепилась как фамилия. Редкость фамилии объясняется тем, что прозвище было не столько именем, сколько ситуативной характеристикой — не каждый день называли человека «нарубаем», если он не выделялся этим занятием.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Рубаев, Рубцов, Нарубин — показывает, что в основе лежит один семантический ряд, но «Нарубаев» выделяется приставкой «на-», придающей оттенок завершённости или избыточности действия. Вероятно, предок носителя фамилии был либо искусным рубщиком, либо человеком, чья манера работы вызывала улыбку у соседей.