Фамилия Озбек — редкий случай, когда написание почти не изменилось с тех пор, как слово перешло в разряд фамилий. В основе лежит этноним «узбек» (в старом русском произношении — «озбек»), и это сразу задаёт направление поиска: предок носителя этой фамилии мог быть выходцем из Средней Азии либо иметь прозвище, связанное с этим народом.

Словообразовательная модель проста: фамилия бессуффиксная, то есть образована напрямую от прозвища или имени без добавления типичных русских суффиксов -ов, -ин, -ский. Такие «голые» фамилии характерны для поздних записей, когда фиксировали прозвище как есть, или для нерусских по происхождению родов, которые сохранили исходную форму. В русской ономастике это встречается реже, чем в украинской или белорусской, но всё же известно: например, фамилии Грек, Татарин, Немец.

Есть и вторая версия, менее очевидная. В некоторых говорах «озбек» или «озбяк» могло означать не национальность, а прозвище — «озорник», «буян», «задира». Словарь Даля фиксирует слово «озбек» именно в этом значении для южных и западных областей. То есть фамилия могла возникнуть и без всякой связи с этносом: так могли прозвать человека за крутой нрав. Правдоподобность этой версии подкрепляется тем, что фамилия встречается в русских деревнях, где исторически не было узбекского населения, — например, в бывших Смоленской и Калужской губерниях.

География фамилии сегодня размыта: Озбеки есть и в России, и в Украине, и в Казахстане. Встречаются единичные случаи в Татарстане и Башкортостане, где фамилия могла возникнуть как вариант написания тюркского имени Озбек (в значении «истинный князь» или «сам себе господин» — от тюркского «оз» — «сам» и «бек» — «господин»). Но для русской фамилии первично либо прозвище, либо этническое указание.

Фамилия не получила широкого распространения, поэтому её носители — скорее потомки одной или нескольких семей, за которыми закрепилось это прозвище. Никаких дворянских родов Озбеков в «Бархатной книге» или других родословных сборниках нет, что тоже косвенно указывает на простонародное происхождение.