Фамилия Нуранбаева — женская форма мужской фамилии Нуранбаев, которая восходит к тюркскому (скорее всего, казахскому или башкирскому) личному имени Нуранбай. Разбираем это имя по частям. Первая основа — «Нуран» — это вариант арабского имени Нуран, означающего «сияющий», «лучезарный» (от корня «нур» — свет). Вторая часть — «бай» — в тюркских языках традиционный компонент, обозначающий «богатый», «господин», «хозяин», а в прошлом — знатный человек, предводитель. Таким образом, Нуранбай — это «сияющий господин» или «богатый светом». Фамилия образована по стандартной для тюркских народов модели: к имени отца (Нуранбай) добавлялся русский суффикс принадлежности -ев (в женском роде — -ева), который закрепился в документах при оформлении фамилий в XIX–XX веках.

Географически фамилия Нуранбаева наиболее характерна для Казахстана, Башкортостана и Татарстана, где распространены имена с компонентом «бай» и арабскими корнями. Встречается также среди ногайцев и каракалпаков, но реже. Интересно, что в русской традиции ударение в фамилии обычно падает на последний слог — Нуранба́ева, хотя в тюркском произношении ударение может смещаться на первый слог.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Нуранбаева стоит в одном ряду с Нуранов, Нурбаев, Нургалиев — все они образованы от имён с корнем «нур». Отличие Нуранбаева в том, что основа двусоставная, что указывает на более сложную историю имени: предок, носивший имя Нуранбай, вероятно, был человеком заметным в своей общине, возможно, старшиной или зажиточным скотоводом. В метрических книгах и ревизских сказках XIX века такие фамилии часто фиксировались у казахов, переходивших к оседлости и получавших фамилии по имени отца.

Иных версий происхождения, кроме тюркской, для этой фамилии нет — попытки связать её с русскими корнями несостоятельны из-за явной арабско-тюркской этимологии первой части. Фамилия не имеет отношения к славянским прозвищам или географическим названиям России.