Фамилия Тобулбаев — яркий пример тюркской модели образования фамилий, где основа связана с личным именем или прозвищем, а русский суффикс -ев лишь оформляет её по канонам русской грамматики. Корень здесь — тюркское слово «тобул», которое в разных диалектах может означать «полный», «насыщенный», «обильный» или даже «тучный» (о скоте). В сочетании с аффиксом -бай (от тюркского «бай» — богатый, хозяин, господин) получается имя-пожелание Тобулбай: «богатый достатком» или «обильный господин». Такие составные имена были распространены у казахов, башкир, ногайцев и других народов, где вторым компонентом часто выступал «бай», указывающий на статус или достаток.

Суффикс -ев в фамилии Тобулбаев — типичный русский патронимический элемент, который в XIX–XX веках добавляли к тюркским основам при оформлении фамилий в официальных документах. В отличие от славянских фамилий на -ов/-ев, здесь суффикс не образует притяжательного значения («чей?»), а служит чисто формальным маркером фамилии. Сама же основа Тобулбай — это личное имя, которое, скорее всего, носил предок-основатель рода. Вероятно, он был человеком зажиточным или занимался скотоводством, раз в имени подчёркивается идея полноты и богатства.

Географически фамилия тяготеет к регионам Казахстана и сопредельным территориям России (Оренбуржье, Астраханская область, Алтай). Встречается она относительно редко, что указывает на локальное происхождение — возможно, от конкретного рода или аула. В русских переписях и метрических книгах такая фамилия могла записываться с вариациями: Тобулбаев, Тобулбай, Тобулпаев (из-за особенностей произношения «п» вместо «б» в некоторых говорах).

Сравнение с однокоренными фамилиями вроде Тобулов, Тобуловский или Тобулбайулы показывает, что Тобулбаев — это именно русифицированная форма, тогда как у казахов сохранилась бы модель «Тобулбайұлы» (сын Тобулбая). Таким образом, носитель фамилии Тобулбаев с высокой вероятностью происходит из среды, где тюркское имя было адаптировано под русское делопроизводство, но при этом сохранило исходный смысл: указание на предка, которого назвали «обильным господином» — возможно, за его богатство или щедрость.