Фамилия Нурекенова — женская форма, её мужской вариант — Нурекенов. Словообразовательная модель здесь прозрачна: основа Нурекен- плюс суффикс -ов- (в женском роде — -ова). В русской ономастике суффикс -ов- — самый распространённый патронимический показатель, указывающий на принадлежность: «чей?» — Нурекенов, то есть «сын Нурекена». Значит, в основе фамилии лежит личное имя Нурекен.

Имя Нурекен — тюркское, скорее всего казахское или киргизское. Оно составное: первая часть «Нур» из арабского (через ислам) — «свет», «сияние», «луч». Вторая часть «екен» — это казахское слово, означающее «оказывается», «вот как», но в составе имён оно часто выполняет роль усилительной или ласкательной частицы. Получается, что Нурекен можно перевести как «истинный свет» или «оказывается, свет». Это типичное для тюркских народов имя-пожелание, которым родители хотели подчеркнуть, что ребёнок — свет в их жизни.

География фамилии указывает на Казахстан, особенно на южные и западные регионы, а также на соседние области России (Астраханская, Оренбургская), где исторически компактно живут казахи. Встречается она и в Киргизии, но реже. Сословно предки Нурекеновых, скорее всего, были из простых кочевников или крестьян-скотоводов: фамилия образована от личного имени, а не от прозвища по занятию или титулу, что характерно для народной среды, а не для знати.

Редкость фамилии в том, что она сохранила полную форму тюркского имени без усечения или русификации корня. Многие аналогичные фамилии (Нуров, Нуркенов) потеряли вторую часть, а Нурекенов — пример того, как имя с уменьшительным или усилительным компонентом «екен» закрепилось в патрониме целиком. Если искать однокоренные, то ближайшая параллель — фамилия Нуркенов, где основа усечена на один слог, но смысл тот же.