Фамилия Нусубалиев — яркий пример антропонима, сформированного в тюрко-мусульманской среде. Её основа — арабское имя Нусубали, которое состоит из двух частей. Первая, «Нусу», восходит к арабскому «наср» — «помощь, победа». Вторая, «бали», — это тюркская огласовка арабского «али» (высокий, возвышенный). Вместе имя можно истолковать как «помощь Возвышенного» или «победа, дарованная Всевышним». Такие сложносоставные имена с религиозным подтекстом были популярны в среде народов, принявших ислам, особенно у тюркских этносов Кавказа и Поволжья.

Фамилию образовали по русской модели: к основе Нусубали добавили патронимический суффикс -ев. Это говорит о том, что фамилия фиксировалась в документах в период активного включения нерусских народов в имперскую административную систему — примерно во второй половине XIX — начале XX века. Носителем фамилии стал сын человека по имени Нусубали. Географически фамилия тяготеет к Дагестану и Чечне, где распространены подобные арабо-тюркские антропонимы. Встречается она и среди азербайджанцев, но там чаще можно увидеть вариант Нусубалиев.

Примечательно, что суффикс -ев в этой фамилии не случаен. В русской традиции он присоединяется к основам на мягкий согласный или на -й, а здесь — к твёрдому «л». Это типичная черта для фамилий, возникших от восточных имён: русские чиновники и переписчики в XIX веке не всегда строго следовали фонетическим нормам, а писали так, как слышали, или адаптировали под привычные окончания. Сравните с соседними фамилиями: Алиев, Гаджиев — везде -ев, хотя исходный звук твёрдый.

О сословной принадлежности предков Нусубалиевых судить сложно: носителями этого имени могли быть и крестьяне, и духовные лица (муллы, кадии), и воины. Само имя Нусубали не было исключительно аристократическим, но и не считалось простонародным. Скорее всего, предок был человеком верующим и уважаемым в своём ауле, раз получил такое имя с явным религиозным смыслом.