Фамилия Шихбаева — редкий случай тюркско-арабского сплава в русском именослове. Она образована по стандартной русской модели: к основе Шихбай добавили суффикс -ев (женский вариант — -а). В мужском роде фамилия звучит как Шихбаев, и это подсказывает, что предок носителя фамилии — мужчина по имени или прозвищу Шихбай.

Разбираем основу. Первая часть «ших» восходит к арабскому «шейх» (старейшина, почтенный человек, религиозный наставник). В тюркских языках это слово давало имена вроде Шихмурза, Шихгасан, где «ших» указывало на уважаемого предка. Вторая часть «бай» — древнетюркский титул, означающий «господин, богач, хозяин». В составе личных имён (Акбай, Карабай, Узбекбай) «бай» подчёркивало статус или пожелание богатства. Имя Шихбай буквально значило «почтенный господин» или «старейшина-богач» — составное имя-пожелание, типичное для тюркских народов Северного Кавказа, Поволжья или Средней Азии.

География фамилии указывает прежде всего на Дагестан, Чечню и другие регионы с кумыкским или ногайским населением, где арабские заимствования через ислам смешивались с местной тюркской основой. Встречается фамилия и у татар, особенно мишарей, и у башкир. Русские метрики XIX века фиксировали такие фамилии у горских народов, принявших православие, но чаще носители оставались мусульманами, поэтому фамилия не получила широкого распространения в центральной России.

Словообразовательный суффикс -ев, а не более тюркский -ов, объясняется просто: основа Шихбай заканчивается на «й», поэтому по правилам русской грамматики добавляют -ев (сравните: Андрей — Андреев). Это делает фамилию полностью адаптированной к русской падежной системе, хотя по происхождению она остаётся ярким маркером северокавказской или поволжской родословной. Встречаются варианты написания Шихбаева и Шихбаев, но второй — мужская форма; женская всегда через «а».

Сословная принадлежность предков неясна: «бай» мог указывать и на зажиточного крестьянина, и на мелкого князька, но без документов точнее не скажешь. Фамилия не входит в списки древних дворянских родов, но её носители могли быть узденями (свободными общинниками) на Кавказе или купцами в татарских слободах.