Фамилия Шайлобаева образована по классической русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основам, оканчивающимся на согласный. Однако женская форма на -а указывает, что перед нами вариант фамилии, закреплённый за женщиной. Мужской вариант — Шайлобаев. В центре фамилии лежит прозвище или мирское имя Шайлобай.

Корень «Шайло-» — тюркского происхождения. В казахском, киргизском и ряде других тюркских языков «шайло» (сайлау) означает «выборы», «избрание» или «отбор». Вторая часть «-бай» — один из самых распространённых компонентов в тюркских именах, означающий «богач», «господин», «хозяин», а в древности — «богатырь» или «вождь». Таким образом, имя Шайлобай можно перевести как «избранный богач» или «выборный господин». Вероятно, так называли человека, которого избрали на какую-то должность (старостой, аксакалом) либо который выделялся среди других своим положением.

Словообразовательная модель «имя на -бай + русский суффикс -ев» типична для регионов, где русские фамилии оформлялись у тюркоязычных народов (Поволжье, Урал, Северный Кавказ, Казахстан). Фамилия Шайлобаева встречается прежде всего у народов, говорящих на тюркских языках — казахов, башкир, татар, ногайцев. В русских документах XIX — начала XX века такие фамилии часто фиксировались при переходе на оседлость или при записи в метрические книги.

Учитывая, что фамилия редкая и не имеет широко известных носителей в общероссийском масштабе, её география, скорее всего, ограничена несколькими населёнными пунктами в южных регионах России или в Казахстане. Споров о происхождении корня нет: тюркская этимология здесь единственная правдоподобная. Славянских или иных параллелей у «шайло» не существует.