Фамилия Улжабаев — яркий пример антропонимики, пришедшей в русскую культуру из тюркских языков, скорее всего, из казахского или киргизского. Её основа — личное имя Улжабай, которое состоит из двух частей: «улжа» и «бай».

Первая часть, «улжа», в тюркских языках означает «добыча», «трофей», а в переносном смысле — «удача», «счастливая находка». Вторая часть, «бай», — это широко распространённый титул, обозначающий «господин», «богач», «хозяин». Таким образом, имя Улжабай можно перевести как «богатый удачей» или «счастливый господин». Такие имена давали с пожеланием ребёнку удачливой и обеспеченной судьбы.

Русский фамильный суффикс «-ев» присоединился к основе «Улжабай» по стандартной модели, превратив отчество в фамилию. В среде, где фамилии формировались по русскому образцу (например, при переписях населения в XIX–XX веках), имя отца Улжабай давало фамилию Улжабаев. Это типичная ситуация для народов Средней Азии и Казахстана, у которых фамилии на «-ов» и «-ев» стали массово фиксироваться в советское время.

С точки зрения географии, фамилия Улжабаев наиболее распространена в Казахстане, особенно в южных и западных областях, а также среди казахов, проживающих в России. Встречается она и у киргизов, но реже. Социально предки носителя этой фамилии были скотоводами или земледельцами, а само имя указывает на то, что родоначальник пользовался уважением и считался удачливым человеком. В отличие от многих русских фамилий, здесь нет связи с ремеслом или профессией — только с личным качеством и пожеланием.