Фамилия Тайшыбаев — редкий пример русской фамилии, образованной от тюркского имени с прозрачной внутренней формой. Её основа — казахское или башкирское имя Тайшыбай, которое состоит из двух частей: «тайшы» (от «тай» — жеребёнок, либо от глагола со значением «быть похожим, смахивать») и «бай» (хозяин, богач, господин). Таким образом, имя Тайшыбай в буквальном смысле означало «богатый жеребёнком» или, по другой версии, «похожий на бая». В кочевой среде имена с компонентом «бай» давали с пожеланием богатства, а первая часть часто указывала на конкретное животное — основу хозяйства.

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основам, оканчивающимся на согласный или -й (в исходном имени Тайшыбай конечный -й перешёл в -ев). Это стандартная адаптация тюркских патронимов в русской среде: в XIX — начале XX века, при записи в метрические книги или ревизские сказки, отчество на -бай превращалось в фамилию на -баев. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Тайшыбаев буквально — «сын Тайшыбая».

Географически фамилия привязана к регионам расселения казахов и башкир, а также к южноуральским и западносибирским областям, где происходила активная русификация имён. Встречается она преимущественно в Башкортостане, Оренбургской, Челябинской областях и в Казахстане.

С точки зрения социального контекста, носители фамилии в дореволюционной России относились к сословию государственных крестьян или казаков (в Оренбургском и Уральском казачьих войсках). Фамилия не княжеская и не дворянская, а народная, что типично для тюркских патронимов, закреплённых после реформ XVIII–XIX веков.

Примечательно, что в фамилии нет типичного русского суффикса -ин, который часто встречается у тюркских заимствований (ср. Тайшин), а выбран -ев. Это говорит о том, что адаптация шла через форму родительного падежа от полного имени, а не от прозвища на -а. Среди однокоренных фамилий — Тайшибаев, Тайшиев, Тайшев. Вариант Тайшыбаев с буквой «ы» после «ш» — более точная передача тюркского произношения, чем русифицированное Тайшибаев.