Фамилия Насырбаева образована от мужского имени Насырбай, что сразу указывает на её тюркское происхождение. В основе лежат два компонента: «Насыр» — арабское имя, означающее «помощник», «защитник» (восходит к корню «наср» — победа, помощь), и «бай» — тюркский титул, переводимый как «господин», «богач», «хозяин». Таким образом, имя Насырбай буквально значило «богатый помощник» или «господин-защитник». Фамилия с таким окончанием (-ева) характерна для народов, где русская патронимическая модель наложилась на местную традицию: к имени отца добавили типичный русский суффикс принадлежности.

По словообразовательной модели это типичная «фамилия-патроним»: Насырбаева — дочь или жена Насырбая. В русской традиции фамилии на -ов/-ев и -ин образовывались от имени отца, и здесь мы видим тот же механизм, но с тюркской основой. Фамилия распространена среди башкир, татар, казахов и других тюркоязычных народов России и Средней Азии. Встречается также вариант Насырбаев — мужская форма.

Интересная деталь: в отличие от многих русских фамилий, где суффикс -ев присоединяется к основам на мягкий согласный или -й, здесь он стоит после твёрдого «р», что нехарактерно для исконно русских слов. Это один из признаков, по которому лингвисты опознают фамилии, возникшие на стыке культур. Предки носителей фамилии, скорее всего, были людьми свободного сословия — баями или зажиточными крестьянами, поскольку имя с компонентом «бай» давали в семьях, имевших определённый вес в общине.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Насыров, Насретдинов, Байназаров) показывает, что в основе лежат разные комбинации арабских и тюркских корней, но Насырбаева выделяется именно сдвоенной смысловой нагрузкой: «помощь» и «господство» в одном имени.