Фамилия Суттубаева образована от мужской основы Суттубай, которая восходит к составному тюркскому имени. В его основе два компонента: «сут» — «молоко» (в переносном смысле «молочный, белый, чистый») и «бай» — «богач, хозяин, господин». Имя Суттубай в буквальном прочтении означало «молочный богач» или, скорее, «владелец белого (чистого) скота». В кочевой культуре молочные продукты — основа пропитания, поэтому такое имя давали с пожеланием изобилия и достатка в хозяйстве. Это типичная модель для казахских, башкирских, татарских и других тюркских имен, где «бай» выступает усилителем благополучия.

Фамилия образована по русскому патронимическому суффиксу -ев (вариант -ов после мягких и шипящих основ). В исходном виде — Суттубаев — это отчество от имени Суттубай: «сын Суттубая». Женская форма Суттубаева появилась позже, как стандартное русское окончание для замужних и незамужних женщин в документах советского периода. Без суффикса -ев имя превратилось бы в Суттубай, но в фамилию его оформили по модели, привычной для русской бюрократии XIX–XX веков.

Географически фамилия тяготеет к Казахстану и южным регионам России с тюркским населением. Встречается также у башкир и татар, но реже. В казахском языке имя могло звучать как Сүттібай (с долгим «ү»), а на письме закрепилось в русифицированной записи через двойное «т». Такая орфография — следствие передачи тюркского звука через русское письмо: в оригинале согласный может быть геминированным (удвоенным) для обозначения твердости или долготы. Это не ошибка, а особенность транслитерации.

В ономастических словарях фамилия отдельно не разбирается, но ее основа хорошо известна. Б. Унбегаун в «Русских фамилиях» не касается тюркских моделей подробно, однако принцип образования от имен с «бай» он описывает как массовый для восточных окраин Российской империи. Редкость фамилии объясняется не уникальностью корня, а локальным бытованием: Суттубай — имя не самое частое, а его фамильная форма закрепилась в основном в одной-двух областях Казахстана. Если встречаете Суттубаеву, скорее всего, ее предки — скотоводы из степных районов, где молочное хозяйство было основой жизни, а имя несло пожелание сытости и богатства.