Фамилия Ульбаева — яркий пример того, как географический корень может лечь в основу родового имени. Она образована от названия реки Ульба, протекающей на востоке современного Казахстана, в Рудном Алтае. Ульба — левый приток Иртыша, и её имя, скорее всего, восходит к тюркскому корню «ул» (большой, влажный) или монгольскому «ул» (основа, долина). Таким образом, Ульбаев — это тот, кто родом с берегов Ульбы, из местности, которая так и называлась — Ульба.

Модель образования фамилии проста и типична для тюркских народов: топоним (Ульба) + аффикс принадлежности -ев. В русской паспортной системе фамилия закрепилась именно с этим окончанием, характерным для фамилий, оформленных по русскому образцу от основ на мягкий согласный или на -а. Женская форма — Ульбаева — указывает на принадлежность к роду (дочь или жена Ульбаева). Мужской вариант фамилии — Ульбаев.

Исторически носители фамилии — это, скорее всего, казахи, а возможно, и русские старожилы или алтайцы, жившие в долине Ульбы. Река Ульба известна с XVIII века, когда здесь проходили границы Российской империи и располагались рудники Колывано-Воскресенского горного округа. Поэтому предок-Ульбаев мог быть как коренным жителем этих мест, так и переселенцем, получившим прозвище по месту жительства. Встречается фамилия и у башкир, что связано с миграциями и общими тюркскими корнями гидронима.

С точки зрения ономастики, фамилия Ульбаева не имеет никакого отношения к уменьшительным формам имён (вроде Уля от Ульяна) — это чисто топонимическая фамилия, редкая и обладающая чёткой географической привязкой к конкретной реке. По данным современных баз, она наиболее распространена в Восточно-Казахстанской области и среди казахской диаспоры.