Фамилия Шурбаева образована от мужского варианта Шурбаев. В основе лежит прозвище или имя Шурбай, которое разбирается нестандартно: первая часть «шур» восходит к тюркскому «шур» (солёный, горький, солончак), а вторая — «бай» (господин, хозяин, богач). Таким образом, Шурбай — «солёный богач» или «хозяин солончаков». Прозвище могло указывать на человека, владевшего землями с солончаковой почвой, либо на того, кто жил у солёного озера или степи. В тюркских языках «шур» также имеет значение «серый», что даёт альтернативу: «серый бай» — по цвету одежды, скота или масти.

Фамилия Шурбаева — типично русская по форме, с суффиксом -ев, который присоединяется к основам на -й. В русской традиции фамилии на -ев и -ов фиксировали принадлежность: «чей?» — Шурбаев, то есть сын или потомок Шурбая. Эта модель характерна для южнорусских и поволжских регионов, где активно смешивались тюркские и славянские антропонимы. Учитывая тюркскую основу, фамилия могла закрепиться среди татар, башкир, казахов или других народов, вошедших в состав Российской империи, а затем русифицироваться при записи в метрические книги.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Шурбин, Шурбаков, Шурбанов — показывает, что корень «шур» в русской ономастике редок и почти всегда заимствован. В словаре тюркских заимствований в русских фамилиях (работы Н. А. Баскакова) «шур» связывают с географическими названиями: река Шур, урочище Шур. Если прозвище Шурбай возникло от места, то предок носителя фамилии мог быть выходцем из селения Шур или с берегов одноимённой реки. В современных базах данных фамилия Шурбаева встречается преимущественно в Оренбургской области, Башкортостане и Татарстане — регионах с исторически тюркским населением.

По социальному контексту: фамилия не относится к дворянским или купеческим — её носители, скорее всего, были крестьянами или казаками. В казачьих станицах Урала и Оренбуржья тюркские прозвища адаптировались без изменения, так что Шурбаевы могли быть потомками яицких или оренбургских казаков. Спорная версия — происхождение от диалектного русского «шурба» (обрубок дерева, чурбан) — маловероятна, так как суффикс -бай не типичен для славянских прозвищ и явно указывает на тюркскую модель.