Фамилия Осекбаева — женская форма фамилии Осекбаев. Её основа, скорее всего, восходит к составному тюркскому имени. В казахском, башкирском и других тюркских языках «Осек» (Өсек) может означать «сплетня», «клевета», но в контексте личного имени это значение маловероятно — такие имена не давали. Вероятнее, что «Осек» — это вариант произношения имени «Үсек» или «Өсек», которое связано с глаголом «өсу» (расти, увеличиваться) или «үсу» (мерзнуть, зябнуть). Вторая часть — «бай» — в тюркских именах означает «богатый», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Осекбай могло означать «богатый ростом» (то есть высокий, статный) или «богатый, несмотря на трудности» (если от «үсу» — мерзнуть). Суффикс «-ев» (и его женская форма «-ева») — русский патронимический формант, который добавили при оформлении фамилии по русской модели в XIX–XX веках.

Фамилия Осекбаева распространена преимущественно в Казахстане. Её носители — потомки казахов, получивших фамилию при переписях или в советское время. В дореволюционный период тюркские народы часто не имели наследственных фамилий, а пользовались отчествами или родовыми именами. Осекбаевы, вероятно, происходят из рода, где имя Осекбай было личным прозвищем или именем основателя семьи.

С точки зрения словообразования, фамилия Осекбаева — пример гибридной модели: тюркское сложное имя плюс русский суффикс. Такие фамилии встречаются реже, чем простые отчества (вроде Ахметов), и указывают на то, что предок носителя был заметной фигурой в своей общине, раз его имя закрепилось как родовое. Сравните с однокоренными фамилиями Осеков, Осекбаев — все они образованы от одного корня, но с разными суффиксами. В случае Осекбаева цепочка ясна: личное имя → фамилия отца → наследственная фамилия.