Фамилия Нусупова — женская форма фамилии Нусупов. Её основа почти наверняка восходит к личному имени Нусуп — казахскому или тюркскому варианту имени Юсуф (библейский Иосиф). В тюркских языках, особенно в казахском, начальное «й» часто переходит в «н» или выпадает, поэтому Юсуп превращается в Нусуп. Это характерный фонетический сдвиг для степных диалектов.

Суффикс -ов указывает на русскую модель образования фамилий, которая в XIX–XX веках активно накладывалась на тюркские имена при документировании населения Российской империи. Фамилия Нусупов, а значит и Нусупова, — типичный пример «обрусения» казахского имени через добавление русского патронимического суффикса. Первоначально так могли записать сына человека по имени Нусуп: «Нусупов» означало «сын Нусупа».

Географически фамилия Нусупова чаще всего встречается в Казахстане и среди казахов, проживающих в приграничных областях России (Оренбургская, Астраханская). Это фамилия недворянская, а народная — её носили скотоводы, земледельцы, ремесленники. Встречаются и более редкие написания, например Нусупаева, но Нусупова — самый распространённый вариант.

В ономастическом плане интересно, что фамилия сохранила архаичную тюркскую огласовку имени. В современном казахском языке имя Юсуп чаще звучит как Жусіп или Юсуп, а форма Нусуп — это более старый, диалектный вариант, закреплённый в документах. Поэтому носительница фамилии Нусупова может считать себя хранительницей этой языковой особенности.