Фамилия Сандугачев — редкий случай, когда в основе лежит не русское имя или прозвище, а тюркское слово, причем с яркой образной нагрузкой. В татарском, башкирском и казахском языках «сандугач» (варианты — «сандугас», «сындугач») означает «соловей». Соответственно, фамилия образована от прозвища Сандугач, которое могли дать человеку с красивым, звонким голосом или певцу. Модель типичная для фамилий тюркского происхождения, русифицированных суффиксом -ев: к основе Сандугач прибавили русский патронимический суффикс, указывающий на принадлежность («сын Сандугача»). По тому же принципу появились, например, Булгачев (от «булгак» — «смутьян») или Батыршин.

С географической точки зрения фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону — Татарстану, Башкортостану, Оренбургской области. Встречается и у казахских родов, но там чаще сохраняется форма Сандугасов (без русского суффикса). В дореволюционных документах можно найти написание Сандугачов — через «о» под ударением, что характерно для южнорусской и поволжской орфографической традиции XIX века.

Если предположить, что фамилия не от «соловья», то есть и менее вероятная версия: от тюркского личного имени Сандык (сундук) с переогласовкой. Но она слабая — слово «сандык» дало бы фамилию Сандыков или Сандыкбаев, а не Сандугачев. Соловей же — устойчивый антропонимический образ у тюркских народов, ср. татарскую фамилию Былбылов (от «былбыл» — соловей). Так что голосистый предок — наиболее правдоподобное объяснение.

Сословно носители фамилии могли быть как крестьянами, так и представителями татарского служилого сословия (тептяри, башкиры-вотчинники) — точных данных по конкретному роду нет, но в метрических книгах Уфимской губернии Сандугачевы фиксируются и среди государственных крестьян, и среди мещан. Фамилия не получила широкого распространения за пределами Поволжья, поэтому в современных базах данных она остается редкой.