Фамилия Нусупбаев происходит от тюркского мужского имени Нусупбай. Распространена в Казахстане и Киргизии, а её носители — в основном казахи и киргизы.

Имя Нусупбай составное. Первая часть — Нусуп, казахский и киргизский вариант библейского имени Юсуф, которое, в свою очередь, является тюркской формой древнееврейского имени Иосиф. В переводе оно означает «приумноженный Богом». Вторая часть — «бай», распространённый тюркский компонент, который входил в состав множества имён и означал «богатый», «могущественный», «господин», «повелитель». Таким образом, имя Нусупбай можно осмыслить как «господин Юсуф» или «богатый, как Юсуф».

Фамилия образована по стандартной для тюркских языков модели: к имени отца (или деда) добавлялся суффикс принадлежности. Здесь это русский патронимический суффикс -ев, который закрепился при русификации документации. Буквально Нусупбаев означает «сын Нусупбая».

Стоит обратить внимание на написание. Встречаются варианты Нусупбаев и Нусупов. Второй вариант — результат усечения сложного имени до первой основы. Это типичный процесс для тюркских фамилий, когда длинное имя сокращали для удобства произношения.

Среди известных носителей — Олжас Нусупбаев, казахский актёр, который исполнил главную роль в фильме «Шиза». Его пример показывает, что фамилия живёт и в современном культурном контексте, а не только в архивных записях.

Изначально фамилия не была связана с сословием или родом занятий. Она указывала на происхождение от конкретного человека по имени Нусупбай. Поэтому предки носителей этой фамилии могли быть кем угодно: скотоводами, земледельцами, торговцами. Фамилия лишь фиксировала родство и передавала имя предка из поколения в поколение.