Фамилия Сесенбаев — явный образец тюркской модели образования фамилий, распространённой у казахов, башкир, татар и других народов региона. Её основа — личное имя Сесенбай, которое разбивается на две части: «сесен» и «бай». Первая часть восходит к казахскому «шешен» (в русской передаче часто «сесен»), что значит «красноречивый», «оратор», «острослов». В традиционной степной культуре так называли человека, умевшего метко и складно говорить, нередко — народного сказителя или мудреца, который вёл переговоры и слагал импровизации на тоях. Вторая часть — «бай» — в тюркских языках означает «богатый», «господин», «хозяин», но в составе имён часто служила пожелательным компонентом, указывающим на достаток и уважение.

Таким образом, имя Сесенбай буквально переводится как «богатый красноречием» или «господин-оратор». Это не фамилия в русском понимании, а личное имя, которое давали мальчику с надеждой, что он вырастет умным, речистым и влиятельным человеком. Фамилия Сесенбаев образована по русской патронимической модели: к имени отца (Сесенбай) добавили суффикс -ев, указывающий на принадлежность («сын Сесенбая»). В казахской среде такие фамилии массово закрепились в советский период, когда при переписях и паспортизации к тюркским именам механически прибавляли русские окончания.

Слово «шешен» имеет глубокие корни в казахской устной традиции. Так называли не просто болтуна, а человека, владеющего жанром «шешендік сөз» — искусством краткой, афористичной речи, часто с философским подтекстом. Известные исторические шешены, вроде Жиренше или Аяз би, стали персонажами фольклора. Поэтому носитель фамилии Сесенбаев, скорее всего, происходит из рода, где ценили остроумие и дар слова, хотя сама фамилия в современном виде — формальный отпечаток паспортной эпохи.

В русском языке фамилия пишется через «е» после «с» (Сесенбаев), хотя в оригинале первый гласный ближе к «э» или «е» с мягкостью. Встречаются варианты Сесенбаев, Шешенбаев, Шешенбай — в зависимости от региона и записи в документах. Фамилия редкая за пределами Средней Азии и Казахстана, и её носители почти всегда имеют прямую связь с казахской или башкирской культурной средой.