Фамилия Туйбаева образована от мужской основы Туйбай, которая в русской традиции закрепилась по патронимической модели: прибавлением суффикса -ев к отчеству. Ударение, скорее всего, падает на второй слог — Туйбáева. Суффикс -ев указывает на русскую адаптацию фамилий из тюркских языков, где основа оканчивается на согласный или й.

Основа «Туйбай» — сложное тюркское имя, состоящее из двух частей: «туй» (праздник, свадьба, пир) и «бай» (богатый, господин, хозяин). В буквальном прочтении Туйбай означает «богатый на праздник» или «хозяин пира». Такие имена давали с пожеланием достатка, изобилия и счастливой жизни. В тюркской ономастике (у башкир, татар, казахов) имя Туйбай встречается как мужское личное имя, от которого впоследствии образовались фамилии Туйбаев и Туйбаева.

Географически фамилия Туйбаева распространена в регионах с тюркским населением — в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской и Челябинской областях. Встречается она реже, чем однокоренные Туйбаев, что связано с меньшей частотностью женской формы в документах. Сословно носители этой фамилии чаще всего относились к государственным или ясачным крестьянам, реже — к служилым татарам или башкирам-вотчинникам.

Сравнение с другими фамилиями на «туй-» — Туйгунов, Туйкин, Туйметов — показывает, что все они восходят к разным тюркским корням. Туйбаева выделяется именно «праздничной» этимологией, что делает её одной из немногих фамилий, прямо отсылающих к радостному событию, а не к профессии или внешности.