Фамилия Шелекбай — редкий случай в русской ономастике. Это не фамилия, образованная по русской модели (с суффиксами -ов, -ин, -ский), а тюркская по происхождению, сохранившая исходную форму. Её основа — казахское или, шире, тюркское имя Шелекбай.

Разберём имя-основу. Первая часть, «Шелек», может восходить к казахскому слову «шелек» — ведро. Вторая часть, «бай», — распространённый компонент тюркских имён, означающий «богач», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Шелекбай могло быть прозвищем-пожеланием: «богатый, как ведро» (то есть полный, достаточный) или указывать на занятие человека, связанное с водой (водонос, изготовитель вёдер). Однако есть и другая, более правдоподобная версия: «шелек» в казахском языке также имеет значение «ветвистый», «раскидистый» (о дереве). Тогда Шелекбай — «богатый ветвями», метафора плодородия, многодетности или могущества, как у раскидистого дерева. В пользу этой версии говорит частое использование в тюркских именах образов природы, особенно деревьев, как символов жизненной силы.

Фамилия Шелекбай практически не встречается за пределами Казахстана и сопредельных регионов (Оренбургская, Астраханская области России). Она не прошла стадию русификации — не получила окончания -ев или -ов, что говорит о её относительно позднем закреплении в качестве фамилии в русскоязычной среде, когда документы уже фиксировали имя человека целиком. Носители этой фамилии — почти наверняка прямые потомки казахов, которые в XIX—XX веках получили паспорта или метрики, где их личное имя и отчество (или родовое прозвище) записали как фамилию.

Словообразовательная модель здесь проста: фамилия равна личному имени. Это характерно для многих тюркских фамилий, особенно тех, что не попали под массовую «оковку» русскими суффиксами. В отличие, скажем, от фамилии Шелеков (где -ов указывает на принадлежность к русскому роду), Шелекбай — прямое указание на конкретного предка по имени Шелекбай. Если бы мы искали однокоренные фамилии, то наткнулись бы на Шелекпаев (где -пай — вариант «бай») или просто Шелеков, но они встречаются ещё реже.

В словарях тюркских имён имя Шелекбай фиксируется как редкое, архаичное, что делает фамилию ценной для генеалогии: она сужает круг поиска до конкретного региона и, вероятно, до одного рода.