Фамилия Ульжаев — редкая, и её разбор сразу наталкивает на мысль о восточных корнях. Суффикс -ев указывает на русскую модель патронимической фамилии (отчество в притяжательной форме: «чей?» — Ульжаев, то есть сын Ульжая). Но основа «Ульжа-» явно не славянская.

Скорее всего, в основе лежит тюркское мужское имя Ульжай (или Ульжа). В казахском, башкирском и татарском языках есть имя Үлжай (Үлжа), которое можно перевести как «доля», «счастье», «удел». Другой вариант — от слова «үлжа» (добыча, трофей). В старину таким именем могли назвать долгожданного или «добытого» в тяжёлых родах ребёнка, либо же оно имело пожелательное значение — «будь счастлив, живи в достатке». Имя Ульжа фиксируется в тюркской антропонимии, и от него по законам русской грамматики образовали фамилию: Ульжа + ев.

Менее вероятная версия — связь с монгольским «үлжээр» (благословение, благодать) или калмыцким именем Үлҗә. Но в русском написании «Ульжаев» скорее выдает тюркскую огласовку.

Географически фамилия встречается в основном в Оренбургской, Астраханской областях, в Башкортостане и Казахстане. Это зона расселения тюркских народов, входивших в состав Российской империи. Носители фамилии, вероятно, происходят из татар, башкир или казахов, которые при переходе на русское делопроизводство в XIX веке получили фамилию по имени отца.

По сословной принадлежности предки Ульжаевых могли быть как простыми скотоводами или крестьянами, так и служилыми людьми из «инородцев». Фамилия не дворянская, но и не крепостная в классическом смысле — многие тюркские народы не знали крепостного права, а их старшины и баи имели собственные родовые имена, которые позже легли в основу фамилий.