Фамилия Нурсахатов — редкий пример тюркско-персидского сращения, застывшего в русской патронимической форме. Её основа восходит к мужскому имени Нурсахат (варианты: Нурсахад, Нурсахатдин), которое состоит из двух корней: арабско-персидского «нур» (свет, сияние) и арабского «сахат» (час, время). В сумме имя означает «свет времени» или «сияющий час» — типичный для мусульманской ономастики комплиментарный оборот, подчёркивающий ценность и благословенность ребёнка.

Суффикс «-ов» указывает на обрусевшую форму фамилии. В тюркских языках (казахском, узбекском, татарском) такие фамилии обычно заканчиваются на «-улы», «-кызы» или вовсе не имеют суффикса. Появление окончания «-ов» говорит о том, что носители фамилии жили на территории Российской империи или СССР, где при паспортизации тюркские имена подгоняли под русскую модель: Нурсахат + ов = «сын Нурсахата». Это произошло в основном в XIX — начале XX века, особенно среди оседлого населения Средней Азии и Поволжья.

Географически фамилия встречается прежде всего у казахов и узбеков, реже — у татар и башкир. В Казахстане она распространена в южных областях (Туркестанская, Кызылординская), где сильно влияние персидской лексики. У татар имя Нурсахат (Нурсахад) фиксируется в метрических книгах XIX века, но как фамилия оно редкое — татары чаще образовывали фамилии от имён на «-ов»/«-ев», но основа «Нурсахат» встречается нечасто.

Есть и менее очевидная версия: вторая часть имени может восходить не к «сахат» (час), а к «сахиб» (господин, владелец) через диалектное стяжение. Тогда Нурсахатов — «сын обладателя света». Однако это предположение слабее: форма «сахат» в тюркских именах (например, Сахат, Сахатмурад) хорошо задокументирована, а переход «сахиб» → «сахат» нетипичен.

Социально предки современных Нурсахатовых — скорее всего, крестьяне или ремесленники. В дореволюционных списках казахов и узбеков фамилии с таким корнем не встречаются среди знати или духовенства; имя Нурсахат давали в простых семьях, не претендуя на аристократическую генеалогию. Фамилия не имеет вариантов написания с «д» или «т» на конце — в документах она стабильно фиксируется через «т», что подтверждает именно «сахат», а не «сахад».