Фамилия Жексембаев — яркий пример казахской фамилии, образованной по русской патронимической модели. Её основа — казахское мужское имя Жексембай, которое, в свою очередь, состоит из двух частей: «жексем» и «бай».

Первая часть — «жексем» — это фонетический вариант слова «жексенбі» (воскресенье). В казахской традиции имя могли дать ребёнку, родившемуся в воскресенье, или в честь этого дня недели. Вторая часть — «бай» — в тюркских языках означает «богатый», «господин», «хозяин». В именах этот компонент выполнял функцию пожелания богатства и благополучия, а также мог указывать на состоятельность рода. Таким образом, имя Жексембай можно перевести как «воскресный богач» или «богатство, рождённое в воскресенье».

Русский суффикс -ев присоединялся к казахским именам, оканчивающимся на согласный или -й, при оформлении фамилий в XIX–XX веках. В результате фамилия Жексембаев буквально означает «потомок (сын) Жексембая». Такие фамилии массово закреплялись за казахами в период переписи населения и паспортизации, когда требовалось зафиксировать родовое имя по русскому образцу. Это объясняет, почему у сугубо казахской фамилии — русский суффикс.

С географической точки зрения фамилия Жексембаев наиболее распространена в Казахстане, особенно в западных и южных регионах — Атырауской, Мангистауской, Кызылординской областях. Встречается она и среди казахов, проживающих в России, преимущественно в Астраханской и Оренбургской областях, где исторически сложились крупные казахские диаспоры.

В ономастических справочниках фамилия не описана подробно из-за своей относительной локальности. Однако её структура типична для казахских фамилий на -ев, образованных от двусоставных имён с компонентом «бай». Сравните с однокоренными фамилиями: Жексембаев, Жексенбаев (с сохранением «н» в корне) и просто Байжексембаев — все они восходят к тому же имени, но с разным порядком частей.