Фамилия Сулбаева — женская форма, а мужская, Сулбаев, образована по стандартной для русского языка модели: к основе добавился суффикс принадлежности -ев. Этот суффикс характерен для фамилий, которые возникли от прозвищ или имен, оканчивающихся на согласный (кроме шипящих и ц) или на безударное -а/-я. В данном случае исходное слово — «Сулбай».

Самая вероятная версия происхождения основы — тюркская. Имя или прозвище Сулбай могло состоять из двух частей: «сул» (вариант «сулу» — красивый, прекрасный в тюркских языках) и «бай» (богатый, господин, хозяин). Таким образом, Сулбай означает «красивый богач» или «прекрасный господин». В кочевой среде такие составные имена были распространены как пожелание благополучия и внешней привлекательности ребенку.

Менее вероятна, но тоже допустима связь с тюркским корнем «сул» в значении «левый» или «восток» (например, от «сул» — левая сторона, восток). В этом случае Сулбай могло быть прозвищем человека, жившего к востоку от основных становищ, или имевшего какую-то «левую» особенность в поведении. Однако первый вариант — с «красивым» — встречается в ономастике чаще.

Фамилия Сулбаева географически тяготеет к регионам, где исторически смешивались тюркские и славянские традиции именования: Поволжье (Татарстан, Башкортостан), Южный Урал, а также Казахстан. В русских документах фамилия закрепилась в XIX–XX веках, когда тюркские имена стали оформлять по русскому образцу с суффиксами -ов/-ев. Сословно предки носителей фамилии скорее всего были крестьянами или казаками, поскольку среди дворянских родов такая фамилия не зафиксирована.

Особенность фамилии Сулбаева в том, что она сохранила редкую для русского уха начальную группу «сул», которая не перешла в более привычное «сол» (как в фамилии Солбаев). Это указывает на относительно позднюю фиксацию в письменных источниках, когда написание уже стремились сохранить близким к оригинальному произношению.