Фамилия Турсенбаева — одна из тех, где на слух ясна основа, но происхождение неочевидно. Корень здесь — тюркское имя Турсенбай, которое сложилось из двух частей: «турсун» (тюрк. «пусть стоит», «пусть живёт», «да будет») и «бай» («хозяин», «господин», «богатый», а в именах — пожелание благополучия). Полное значение имени-пожелания: «пусть будет богатым», «пусть живёт в достатке». Это типичная для казахской, киргизской, отчасти узбекской и каракалпакской антропонимии модель: глагол в повелительном наклонении + социальный титул.

Суффикс -ев в окончании фамилии указывает на русскую грамматическую обработку: от имени Турсенбай образовали притяжательную форму «Турсенбаев» (чей? — Турсенбаев сын, Турсенбаева дочь). Форма Турсенбаева — женский вариант, хотя в бытовом общении носительницы часто используют его как неизменяемую фамилию. Мужской вариант — Турсенбаев.

Встречается фамилия преимущественно в Казахстане, особенно в южных и западных областях (Кызылординская, Туркестанская, Мангистауская), а также среди казахов в Узбекистане и Киргизии. В России — в среде казахской диаспоры, в Астраханской, Оренбургской, Омской областях. Поскольку имя Турсенбай известно с XIX века, фамилия сложилась относительно поздно — в советское время, когда массово закреплялись русские окончания за тюркскими именами. До этого носители могли писаться просто как Турсенбай-улы (сын Турсенбая) или Турсенбай-кызы (дочь Турсенбая).

Прозвищная или ремесленная версия маловероятна: основа — личное имя, а не профессия. Если и существовало прозвище Турсенбай, оно, скорее всего, было дано ребёнку, которого хотели уберечь от болезней или смерти (имя-оберег: «пусть стоит», то есть «пусть не уходит»). Такие имена-пожелания — распространённая практика в тюркской традиции.

Сословно фамилия не привязана к дворянству или духовенству: её носителями были скотоводы, земледельцы, позже — рабочие и служащие. Встречается и у представителей казахской интеллигенции, но без исторически закреплённого привилегированного статуса.