Фамилия Улукбек — редкий случай в русском ономастиконе: это не адаптированная фамилия на -ов или -ин, а полное тюркское имя, перешедшее в наследственное прозвание без изменений. В русской среде такие фамилии встречаются в основном у потомков народов Средней Азии и Кавказа, где сохранялась патронимическая традиция без русификации суффиксами.

Основа фамилии составная. Первая часть — «улук» (в разных тюркских языках: uluğ, ulu) означает «великий», «большой», «старший». Вторая часть — «бек» (bey, bek) — титул, обозначающий князя, господина, военачальника. Полное значение — «великий бек» или «старший господин». В дореволюционной Средней Азии это было не прозвище, а часть официального имени или титула, который давали представителям знати или высшим чиновникам.

Словообразовательная модель простая: в тюркских языках такие составные имена (Улугбек, Улукбек) складывались из двух корней без соединительных гласных. Фамилия Улукбек — это, по сути, застывшее личное имя, которое в русских документах записали в исходной форме. Вариант с буквой «к» вместо «г» (сравните с историческим именем Улугбек, внука Тамерлана) — результат местного произношения или особенностей письменной фиксации в XIX–XX веках.

Социальный контекст: носители такой фамилии в Российской империи и СССР — выходцы из узбекской, казахской, киргизской или татарской среды, где титул «бек» указывал на принадлежность к привилегированному слою. Однако фамилия не обязательно говорит о прямом княжеском происхождении: в XIX веке «бек» мог быть частью имени у зажиточных крестьян или мелких чиновников, а после революции 1917 года фамилии такого типа закрепились в документах как нейтральные патронимы.

Спорных версий немного. Иногда пытаются связать «улук» с тюркским «улус» (народ, государство), но это менее вероятно: в именах и титулах «улук» последовательно употребляется в значении «великий». Написание с «к» на конце (Улукбек, а не Улугбек) — орфографическая норма для многих тюркских языков, где конечный звонкий согласный оглушается, и так фамилия записана в паспортах.