Фамилия Шихбаев — яркий пример фамилий, образованных от тюркских личных имён. Её основа — имя Шихбай, где первая часть «ших» восходит к арабскому «шейх» (старейшина, почтенный человек, знаток ислама), а вторая — «бай» (богатый, господин, хозяин). В буквальном прочтении Шихбай — «богатый шейх» или «почтенный господин», но в быту такое имя давали не столько для описания реального статуса, сколько как пожелание ребёнку уважения и достатка. В тюркской ономастике имена с компонентом «бай» (Баймурат, Байбулат) были распространены у многих народов — от татар и башкир до кумыков и ногайцев.

Русский суффикс -ев (вариант -ов после мягких согласных) указывает на принадлежность: Шихбаев — «сын Шихбая», «из рода Шихбаевых». Это типичная модель для фамилий, которые возникли в русскоязычной среде при оформлении имён инородцев, особенно после присоединения Поволжья и Приуралья к Московскому государству. Фамилия могла закрепиться и у крещёных татар, и у мусульман, которые при переписях получали русские окончания.

Географически фамилия Шихбаев чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — регионах, где исторически компактно проживают тюркские народы. Встречаются и варианты написания: Шихбаев и Шихбаев (с ударением на второй или третий слог), но оба восходят к одному и тому же имени. В дореволюционных метрических книгах можно найти форму «Шихбаевы» как указание на целый род.

В словаре тюркских фамилий можно встретить аналогичные по структуре фамилии: Шихмурзаев, Шихмагомедов, где «ших» также означает уважаемого человека. Однако Шихбаев стоит особняком: компонент «бай» здесь не просто титул, а часть составного имени, которое в прошлом могло принадлежать человеку, не обязательно знатному, но пользовавшемуся авторитетом в своей общине. Носители фамилии сегодня — это потомки тех, кто несколько веков назад носил имя Шихбай, и фамилия сохранила память о том, что предок был человеком заметным.