Фамилия Шурубей — редкий случай, когда прозвище, скорее всего, закрепилось в неизменной, «голой» форме, без типичных русских суффиксов -ов или -ин. Это указывает на её украинское или южнорусское происхождение, где такие бессуффиксные фамилии (Волошин, Коваль, Шурубей) встречаются гораздо чаще.

Основа фамилии — прозвище Шурубей. В его корне лежит глагол «шуру́пать» (в южных говорах — «соображать», «понимать») или существительное «шуруп». Однако прямой связи с инструментом здесь, вероятно, нет. Скорее всего, прозвище носило ироничный или уважительный оттенок: «шурубей» могли называть человека сметливого, быстро схватывающего суть, «дошлого» (от «доходить своим умом»). В украинском языке есть слово «шуру́ба́ти» — «разбираться», «кумекать», что подтверждает эту версию.

Менее правдоподобна, но возможна версия от тюркского корня. В некоторых тюркских языках «шуру» означает «слава», «известность», а «бей» — титул знатного человека (князь, господин). В таком случае Шурубей — «знатный господин», «славный бей». Однако для славянской среды такая конструкция нетипична, и версия с «шурупать» выглядит естественнее.

Фамилия бытует преимущественно в Черниговской и Киевской областях Украины, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке. Из-за редкости фамилия не попала в массовые боярские или дворянские списки — её носителями были, скорее всего, крестьяне или казаки, получившие прозвище за характерный склад ума.