Фамилия Серсембаев — один из ярких примеров тюркской антропонимии, проникшей в русский ономастикон через Казахстан и Среднюю Азию. Её основа — личное имя Серсембай, которое состоит из двух частей. Первая часть, «Серсем», восходит к казахскому «сәрсенбі» — «среда». В тюркской традиции было распространено называть детей по дню недели, в который они родились. Вторая часть — «бай» — означает «богач», «господин», «хозяин». Это один из самых частых компонентов в тюркских именах, который изначально имел пожелательное значение: родители желали сыну богатства и благополучия. Таким образом, имя Серсембай буквально переводится как «богач, рождённый в среду».

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к именам и прозвищам, оканчивающимся на согласный или -й. В данном случае к основе «Серсембай» добавили патронимический суффикс, и получилось «Серсембаев» — «сын Серсембая». Это типичный случай, когда фамилия фиксирует имя отца, а сама она стала наследственной уже в XIX–XX веках, в период массовой паспортизации населения в Российской империи и СССР.

Географически фамилия почти целиком привязана к Казахстану. В России она встречается крайне редко, в основном у потомков казахов, переехавших в соседние регионы — Оренбургскую, Астраханскую области или Алтайский край. В самой казахской среде фамилия не считается древней или аристократической: она принадлежит к массовому пласту «бытовых» фамилий, образованных от личных имён, и не указывает на конкретное сословие или род (жуз). Её носители — потомки простых скотоводов, земледельцев или ремесленников, чьи предки жили в аулах.

Интересная деталь: написание фамилии с двумя «с» (Серсембаев) — это калька с казахской кириллицы, где имя пишется как «Сәрсенбай». В русском языке первый гласный «ә» передан как «е», а двойное «с» возникло из-за того, что в оригинале звук «с» долгий. Встречаются и варианты «Сарсембаев» или «Серсенбаев» — они отражают диалектное произношение или ошибки при записи в документах. Но именно форма «Серсембаев» закрепилась как литературная норма для фамилии.