Фамилия Сугирбай — редкий пример фамилии, образованной напрямую от личного имени, а не от прозвища или профессии. В её основе лежит тюркское (скорее всего, казахское) составное имя Сугирбай, которое распадается на две части: «сугир» и «бай». «Бай» в тюркских языках означает «господин», «богач», «хозяин» — это частый компонент в именах, указывающий на достаток или высокое положение. Первая часть «сугир» менее прозрачна. Вероятно, это диалектный вариант слова «суғыр» (казах.) — «нырять», «окунаться», или же фонетическая форма «сугир» от «суғар» — «поить», «напаивать скот». В любом случае, имя Сугирбай могло означать «богатый водой» (иносказательно — владелец водопоя) или «ныряющий бай» (прозвище ловкого человека).

Фамилия не получила русского суффикса (-ов, -ев, -ин), что указывает на её относительно позднее оформление или на то, что носители не входили в крестьянское сословие Российской империи, где требовалась русификация фамилий. Такие «голые» фамилии без суффикса типичны для казахов, башкир, татар, которые долго сохраняли родовые имена в исходной форме. В документах XIX — начала XX века фамилия могла писаться как Сугирбаев, но в советское время вернулась к первоначальному виду, что часто происходило с тюркскими фамилиями при паспортизации.

Географически фамилия тяготеет к западному Казахстану (Актюбинская, Западно-Казахстанская области) и прилегающим районам Оренбуржья. Встречается и у башкир, но реже. Поскольку «бай» — маркер зажиточности, предки носителя фамилии могли быть скотоводами, владельцами отар или влиятельными аксакалами в ауле. Однако со временем фамилия стала просто родовой, утратив сословную окраску. Споров о происхождении корня «сугир» почти нет — все версии укладываются в тюркскую лексику, связанную с водой и скотом, что для степной культуры логично.

Особенность фамилии — её полная прозрачность для носителя казахского или башкирского языка. В отличие от многих фамилий, где этимология затемнена, Сугирбай читается как имя-пожелание: «пусть будет богат, как вода». Это редкий случай, когда фамилия не скрывает, а прямо объявляет о статусе или занятии предка.