Фамилия Шедербаева образована от мужского имени Шедербай — сложного тюркского антропонима. Первая часть (шедер) восходит к арабскому слову «шадда» — «сила, крепость», либо к тюркскому «шедер» — «крепкий, твёрдый». Вторая часть (бай) — «богач, хозяин, господин», один из самых распространённых компонентов в казахских, башкирских и татарских именах. В целом имя Шедербай можно перевести как «крепкий богатырь», «сильный бай» или «несокрушимый хозяин». Такие имена давали мальчикам с пожеланием физической силы, здоровья и устойчивости в жизни.

Суффикс -ев указывает на русскую модель оформления фамилий от тюркских основ. В российской имперской и советской практике фамилии на -ев и -ов массово закреплялись за представителями тюркских народов при переходе к паспортной системе. Окончание -а — женский вариант фамилии (Шедербаева — жена или дочь Шедербаева). Мужская форма — Шедербаев.

Фамилия редкая. Встречается преимущественно у казахов, реже у башкир и татар. Географически привязана к южным и западным регионам Казахстана, а также к Оренбургской области России, где исторически жили смешанные тюркские группы. Поскольку имя Шедербай не относилось к числу самых популярных, фамилия не получила широкого распространения — носителей можно пересчитать по десяткам или сотням, а не тысячам.

Словообразовательная модель простая: личное имя Шедербай + русский фамильный суффикс -ев. Никаких дополнительных приставок или двойных суффиксов нет. В дореволюционных записях могла писаться как Шедербаевъ, а в советских документах закрепилась современная форма. Сословно предки Шедербаевых, скорее всего, относились к крестьянам или скотоводам — титул «бай» в имени не гарантировал богатства, а был скорее пожелательным компонентом.