Фамилия Шортанбаева — женская форма фамилии Шортанбаев, которая имеет тюркское происхождение и распространена в среде казахов и других тюркоязычных народов Центральной Азии. В её основе лежит мужское личное имя Шортанбай, которое состоит из двух частей: «шортан» (в переводе с казахского — «щука») и «бай» («богатый», «господин», «хозяин»). Таким образом, имя Шортанбай можно истолковать как «богатый, как щука» или «хозяин щук», что в контексте кочевой культуры могло быть пожеланием силы, ловкости или изобилия — щука считалась крупной и ценной рыбой в степных реках.

Модель образования фамилии — типичная для казахской ономастики: к личному имени (Шортанбай) добавляется русский суффикс -ев/-ова, который пришёл в регион в XIX–XX веках через делопроизводство Российской империи и советские паспортные системы. Первоначально такие фамилии закреплялись за семьями, где отца звали Шортанбай. Суффикс указывает на принадлежность: Шортанбаева буквально означает «дочь (или жена) Шортанбая».

Географически фамилия встречается прежде всего в Казахстане, особенно в западных и северных областях (Актюбинская, Западно-Казахстанская, Костанайская), где распространены названия озёр и рек со словом «шортан» — например, озеро Шортанды. Это косвенно подтверждает, что имя могло быть не только личным, но и топонимическим прозвищем: человека могли назвать Шортанбаем по месту жительства у «щучьего» водоёма. В русской среде фамилия почти не встречается, за исключением семей, породнившихся с казахами.

Словообразовательный суффикс -бай в тюркских именах чрезвычайно продуктивен: он указывал на социальный статус или достаток (ср. Жанбай, Куанбай, Толебай). В паре с «шортан» он создаёт необычный зооморфный образ — в отличие от более частых «волк» (каскыр) или «конь» (ат), щука в именах редка, что делает фамилию заметной на фоне массовых казахских фамилий. Если сравнивать с однокоренными вариантами, то Шортанбаев отличается от фамилии Шортан (без суффикса -бай) — та могла произойти напрямую от прозвища «Щука» и встречается реже.

Сословно предки носителей фамилии, скорее всего, относились к «кара суйек» — простым кочевникам-скотоводам или рыбакам, так как имя Шортанбай не содержит аристократических маркеров (вроде «торе» или «ходжа»). В советский период фамилия закрепилась в официальных документах, и сегодня её носят люди разных профессий, но корень остаётся связан с образом воды, рыбы и степи.