Фамилия Солтанбаева — женская форма, а мужская — Солтанбаев. Это фамилия тюркского происхождения, и её разумнее всего рассматривать с точки зрения модели образования, характерной для народов Кавказа, Поволжья и Средней Азии.

Основа фамилии — сложное имя Солтанбай. Вторая часть, «бай», в тюркских языках означает «богач», «господин», «хозяин». Первая часть, «Солтан», — это фонетический вариант арабского титула «султан» (властитель, правитель). Таким образом, имя Солтанбай буквально переводится как «богатый, как султан» или «господин-султан». Такие имена-пожелания были распространены: родители хотели, чтобы сын вырос уважаемым, состоятельным человеком, сравнимым по статусу с правителем.

Фамилия образована по русской модели с помощью патронимического суффикса -ев (присоединяется к основе на -ай). Это указывает на то, что предок носителя фамилии был человеком по имени Солтанбай, а его дети или внуки, попав в русскоязычную среду (например, при переписи населения в Российской империи), получили фамилию по отцу. Типичный пример адаптации местных имён к русской системе фамилий.

Географически фамилия Солтанбаев/Солтанбаева наиболее распространена среди башкир, татар, казахов и народов Дагестана. Встречается она и у ногайцев. В русских архивных документах XIX века такие фамилии фиксировались у крестьян и казаков Оренбургской и Уфимской губерний, а также в Закавказье.

Интересная деталь: в некоторых говорах имя могло звучать как «Салтанбай» (через «а»), что повлияло на написание фамилии — встречаются варианты Салтанбаев. Но форма с «о» (Солтанбаев) считается более близкой к книжному, арабо-персидскому произношению титула «султан». Фамилия не имеет отношения к русскому слову «солдат» или к славянским именам — её тюркское происхождение очевидно.