Фамилия Тайтубаева — пример, где исходная основа не поддаётся однозначному переводу с первого взгляда, но при разборе по частям проясняется её география и вероятное значение. В основе лежит имя или прозвище Тайтубай. Суффикс -аев (вариант -ев после гласной) указывает на русскую модель образования фамилий от тюркских корней: он означает принадлежность («чей?»), то есть Тайтубаева буквально — «дочь (или жена) Тайтубая».

Корень «тай» в тюркских языках (казахском, башкирском, татарском) часто означает «жеребёнок» или входит в состав имён как символ молодости и резвости. Вторая часть — «тубай» — менее прозрачна. Скорее всего, это вариант имени Тубай, которое восходит к слову «туба» (вершина, макушка) или к древнетюркскому «туп» (корень, основание). В имени Тайтубай обе части могли сложиться в пожелательное имя: «крепкий, как жеребёнок» или «быстрый, как молодой конь». Такие двусоставные имена типичны для кочевых народов, где имя ребёнку давали как оберег или характеристику.

Фамилия Тайтубаева — женская форма, мужской вариант — Тайтубаев. По модели образования она стоит в одном ряду с фамилиями вроде Таймасов, Тайбулатов, Тайшин. Все они указывают на тюркское происхождение носителей, чаще всего из казахской или башкирской среды. Географически фамилия встречается в Казахстане, а также в Оренбургской, Челябинской и Астраханской областях России — в регионах исторического расселения казахов и татар.

Особенность фамилии — в редкости основы. Если фамилии на Тай- (Тайбулатов, Тайманов) более распространены, то сочетание «Тайтубай» встречается реже. Это может говорить о том, что родоначальник носил нестандартное прозвище или имя, которое не стало массовым. Сословно предки Тайтубаевых, скорее всего, были простыми кочевниками или крестьянами: фамилия не содержит суффиксов дворянских родов (-ский, -цкий) и не встречается в старых родословных книгах. В документах XIX — начала XX века её можно найти в метрических книгах и переписях населения южноуральских и казахских степей.