Фамилия Ульжабаев — одна из тех, что ведет прямиком в казахскую и шире — тюркскую ономастику. Её основа, Ульжабай, представляет собой сложносоставное мужское имя, типичное для кочевой культуры. Первая часть, «Ульжа», восходит к слову «ұлжа» (в некоторых диалектах «өлже») — так называли долю добычи, часть военной добычи или кусок мяса, который доставался участнику охоты или похода. В переносном смысле имя Ульжа могло означать «доля, удача, счастливый удел», то есть ребёнка нарекали как «тот, кто приносит удачу» или «законная часть счастья».

Вторая часть имени — «бай» — один из самых распространённых компонентов в тюркских именах. Он означает «богатый», «господин», «хозяин», а в составе имени часто служил пожеланием богатства и благополучия. Таким образом, Ульжабай — это «богатый удел», «счастливая доля» или «господин добычи». Имя было призвано обеспечить мальчику удачу в делах, изобилие и уважение в роду.

Суффикс «-ев» — классический русский патронимический суффикс, который в XIX–XX веках добавили к казахским именам при оформлении фамилий по русской административной модели. В самой казахской традиции эта фамилия звучала бы как Ульжабайұлы (сын Ульжабая) или Ульжабайқызы (дочь Ульжабая). Появление суффикса «-ев» указывает на то, что предок носителя фамилии был записан в метрики или ревизские сказки уже в период русификации делопроизводства, вероятно, во второй половине XIX — начале XX века.

Географически фамилия Ульжабаев наиболее плотно встречается в Казахстане, особенно в западных и южных областях (Актюбинская, Кызылординская, Мангистауская), а также среди казахской диаспоры в России (Астраханская, Оренбургская области). Встречается она и у киргизов, но реже. Носители фамилии, скорее всего, происходят из родов, где имя Ульжабай было распространённым — это мог быть человек, прославившийся военной добычей, или просто желанный, «выпрошенный» у судьбы ребёнок.

Стоит отметить, что в написании фамилии встречается вариант Ульжабаев с буквой «е» после «б» — это стандартная русская передача казахского окончания. Встречающийся изредка вариант Ульжабайев (с йотированием) — это калька с казахского произношения, но в официальных документах закрепилась именно форма Ульжабаев, как более короткая и удобная для русской грамматики.