Фамилия Сундетбаева — женская форма фамилии Сундетбаев, и её происхождение ведёт в тюркский мир, скорее всего, в казахскую или башкирскую среду. Основа фамилии — мужское личное имя Сундетбай, которое состоит из двух частей: «сундет» и «бай». Слово «сундет» в тюркских языках (например, в казахском) означает «обрезание», а в более широком, переносном смысле — «мусульманин, прошедший обряд обрезания», то есть правоверный. Второй компонент «бай» — распространённый титул, означающий «богач, хозяин, господин». Таким образом, имя Сундетбай можно перевести как «богатый (или знатный) мусульманин», «господин, соблюдающий сунну».

Фамилии на -баев (и их женские формы на -баева) типичны для казахской ономастики: они образованы по той же модели, что и русские фамилии на -ов/-ев, но с тюркским корнем. Суффикс -ев здесь присоединяется к основе на -ай, что грамматически правильно для русского языка. В казахской среде такие фамилии стали массово фиксироваться в XIX—XX веках, когда царская администрация и затем советские органы ЗАГС переводили родоплеменные имена в наследственные родовые фамилии.

Интересно, что имя Сундетбай было не просто прозвищем, а сознательным религиозным маркером: в среде кочевников, где часть населения ещё сохраняла домусульманские верования, имя подчёркивало приверженность исламу. Предки носителей фамилии, вероятно, были уважаемыми людьми в ауле — возможно, аксакалами или зажиточными скотоводами, которые строго соблюдали обряды. Встречается эта фамилия в основном в Казахстане и среди казахских диаспор, реже — у башкир и татар, где имя Сундет также бытовало.

Других версий происхождения, например из арабского или персидского напрямую, нет — это чисто тюркская антропонимическая модель, где имя давалось по религиозному признаку, а фамилия закрепила его в роду.