Фамилия Саттыбаева — женская форма фамилии Саттыбаев. В основе лежит тюркское мужское личное имя Саттыбай, которое образовано слиянием двух частей: «сатты» (тюрк. «продал») и «бай» («богач, хозяин, господин»). Дословно имя можно перевести как «продал богача» или «продал хозяина». Такое имя давали с определённым умыслом: в кочевых тюркских семьях, где дети часто умирали в младенчестве, существовал обычай «продавать» ребёнка чужим людям — символически или реально, чтобы обмануть злых духов. Считалось, что духи не тронут «проданного» мальчика, и он выживет. Имя Саттыбай закрепляло этот обряд в имени, а фамилия Саттыбаев пошла от отца, носившего такое имя.

Словообразовательная модель здесь типична для казахских и других тюркских фамилий: к личному имени добавляется русский суффикс -ев (вариант -ов после мягких и шипящих), который адаптировал фамилию к документам Российской империи и советским паспортам. В самой казахской среде фамилия могла бы звучать как Саттыбайұлы (сын Саттыбая), но в официальных записях закрепилась русифицированная форма. Окончание -а в женском варианте указывает на принадлежность к роду по отцу или мужу.

Географически фамилия Саттыбаева распространена прежде всего в Казахстане, особенно в южных и западных областях, а также среди казахов, живущих в приграничных регионах России (Астраханская, Оренбургская области). Носители этой фамилии — потомки кочевников-скотоводов, ремесленников или торговцев, получивших имя по обряду охраны ребёнка. Встречаются и варианты написания с одной «т» (Сатыбаева), но более частотна двойная «т» — она точнее передаёт произношение исходного имени.

Сравнение с однокоренными фамилиями вроде Сатпаевой или Саттаровой показывает разницу в основе: Сатпай восходит к имени Сатпай («продай, богач»), а Саттар — к арабскому имени Саттар («прощающий»). Фамилия Саттыбаева стоит особняком благодаря именно обрядовому, «защитному» значению имени-основы, что делает её не просто указанием на предка, а отражением древнего обычая борьбы за жизнь ребёнка.