Фамилия Улисуов — редкая и морфологически прозрачная, но с неочевидной основой. Её образует суффикс -ов, указывающий на принадлежность к главе семьи (буквально «сын Улисуа» или «из дома Улисуа»). Внимание сразу привлекает необычное начало: корень «улис-» нехарактерен для исконно русских прозвищ и имён. В русском языке нет слова «улис» в значении «лиса» (хотя по звучанию напрашивается аналогия с «лис»), и это подсказывает, что перед нами, скорее всего, фамилия, образованная от иноязычного имени или прозвища.

Наиболее вероятная версия — связь с тюркскими языками, где «улус» означает «народ», «племя», «государство», а также «стойбище» или «селение». В монгольском и многих тюркских наречиях слово «улус» (вариант «улыс») широко распространено. Фамилия Улисуов могла возникнуть как русифицированная форма от имени Улису (или Улусу) — прозвища, данного человеку, который был выходцем из большого рода, либо того, кто управлял улусом. Переход «улус» в «улис» — возможное следствие диалектного произношения или ошибки при записи фамилии в документах XIX века.

Менее вероятная, но не исключённая гипотеза — связь с греческим именем Улисс (латинизированная форма Одиссея). В южнорусских казачьих областях, где были греческие поселения, могли встречаться фамилии на -ов от редких имён. Однако для греческой версии не хватает географических подтверждений: фамилия Улисуов не фиксируется в массовом порядке на Кубани или в Новороссии.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Уралу — регионам, где веками шло смешение русского и тюркского населения. В башкирских, татарских и казахских метрических записях можно встретить фамилии с похожей основой (Улисов, Улусов). Улисуов, вероятно, — более редкий вариант, закрепившийся в русском роду, принявшем православие и осевшем в среде крестьян или однодворцев.

Сословная принадлежность предков Улисуовых, скорее всего, была крестьянской или казачьей: фамилия не содержит дворянских формантов (-ский, -ич, -ев со значением «принадлежность к высшему сословию»). Суффикс -ов — самый массовый в русском ономастиконе, он не даёт информации о социальном статусе, но в паре с тюркским корнем указывает на то, что носитель фамилии — потомок человека, чьё прозвище или имя было записано уже в русском варианте.