Фамилия Юсупаев — один из ярких примеров того, как русская фамильная система адаптировала тюркское имя. Её основа — личное мужское имя Юсуп, которое является тюркской и, шире, мусульманской формой библейского и коранического имени Иосиф (в арабской традиции — Юсуф). На Кавказе, в Поволжье и Средней Азии имя Юсуп было чрезвычайно распространено, и именно от него образовалась фамилия с помощью типичного русского суффикса принадлежности -ев.

Суффикс -ев, а не -ов, здесь не случаен. В русском языке суффикс -ев присоединялся к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или на -й. В имени Юсуп конечный звук «п» твёрдый, и по строгим правилам следовало бы ожидать форму Юсупов. Однако в разговорной речи и при адаптации тюркских имён часто происходил сдвиг: фамилию записывали на слух, и мягкое произношение конечного согласного в некоторых диалектах дало вариант Юсупаев. Вторая версия, более прозаичная: фамилия могла возникнуть от полной формы Юсупай — уменьшительно-ласкательного варианта имени Юсуп, характерного для башкирской и татарской антропонимии. В таком случае суффикс -ев абсолютно логичен: Юсупай → Юсупаев («сын Юсупая»).

Географически фамилия тяготеет к регионам с компактным проживанием башкир, татар и ногайцев. В Башкортостане и Оренбургской области она встречается заметно чаще, чем в центральной России. Исторически носители фамилии — это, скорее всего, потомки служилых татар, башкирских вотчинников или крестьян, получивших фамилию при переписях XVIII–XIX веков по имени отца. Сословной окраски у фамилии нет: её могли носить как рядовые общинники, так и представители мусульманского духовенства — муллы, у которых имя Юсуп (как имя пророка) пользовалось особым почётом.

С точки зрения словообразования, Юсупаев стоит в одном ряду с такими фамилиями, как Исмагилов, Ибрагимов или Давлетов — все они образованы от арабских или тюркских имён по русской модели. Встречаются и однокоренные варианты: Юсупов (более частый, особенно известный по княжескому роду) и редкая форма Юсупаев, которая сохранила исходную огласовку уменьшительного имени. Это не ошибка написания, а самостоятельная фамильная ветвь, закрепившаяся в документах именно в таком виде.