Фамилия Жексенбаев — характерный пример казахской модели образования фамилий, которая сложилась в советское время. Её основа — личное имя Жексенбай, широко распространённое среди казахов. К имени добавлен русский патронимический суффикс -ев, который в XX веке массово присоединяли к тюркским именам при создании официальных фамилий. Таким образом, Жексенбаев буквально означает «потомок Жексенбая».

Имя Жексенбай составное. Первая часть — «жексен» — восходит к персидскому слову «якшанбе» (воскресенье), которое через тюркское посредничество закрепилось в казахском языке в значении «воскресенье» или «седьмой день». Вторая часть — «бай» — в тюркской традиции означает «богатый», «господин», «хозяин». Родители могли назвать сына Жексенбаем, если он родился в воскресенье, или же имя давали с пожеланием богатства и благополучия, привязав его к дню недели. Подобные имена с компонентом «бай» (Кунанбай, Аманбай, Бекбай) были типичны для дореволюционной казахской среды и не указывали на реальное богатство, а скорее несли функцию оберега или пожелания.

В казахской ономастике существует ряд имён, образованных от названий дней недели: Сейсенбай (вторник), Сарсенбай (среда), Бейсенбай (четверг), Жумабай (пятница), Сенбибай (суббота). Жексенбай стоит в этом ряду последним — воскресным. Такая система именования отражает влияние исламского календаря, где неделя начинается с воскресенья, и одновременно — народную привычку фиксировать день рождения ребёнка в его имени.

Суффикс -ев, а не казахский -ұлы или -қызы, указывает на то, что фамилия оформлена по русской бюрократической модели. Это типично для советских паспортных столов 1930–1940-х годов, когда тюркские имена переводили в фамилии, добавляя русские окончания. Поэтому носители фамилии Жексенбаев — почти исключительно казахи или представители тюркоязычных народов, живших в Казахстане.

Встречается фамилия преимущественно в южных и западных областях Казахстана, а также среди казахской диаспоры в России (особенно в Оренбургской и Астраханской областях). Вариантов написания немного: иногда путают с формой Жексембаев, но это уже другое имя (от «жексем» — «семь»). Спорных версий происхождения нет: тюркская основа и русский суффикс очевидны.