Фамилия Жесупова — вариант на -ов от мужской фамилии Жесупов, которая указывает на родство: «чей?» — «сын Жесупа» или «внук Жесупа». В её основе лежит личное имя Жесуп. Это имя, скорее всего, является тюркской или арабо-тюркской адаптацией имени Юсуп (Иосиф). В тюркских языках, особенно в казахском, башкирском, татарском и киргизском, начальное «й» часто переходит в «ж» или «дж», а безударное «у» может редуцироваться. Так библейское имя Иосиф (через арабскую форму Юсуф) превратилось в просторечное Жесуп. Фамилия Жесупова распространена среди народов, где бытовала такая фонетическая норма. Чаще всего её носители — казахи, реже татары или башкиры. Географически фамилия привязана к Казахстану, особенно к западным и южным областям, а также к Оренбургской и Астраханской областям России.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов присоединяется к основе, оканчивающейся на согласный. Форма Жесупова — женская, но в бытовом употреблении (в паспортах, документах) она закрепилась как неизменяемая для женщин. В мужском варианте окончание нулевое: Жесупов.

Стоит отметить, что в русской традиции фамилии на -ов изначально были принадлежностью крестьян и мещан, но для тюркских народов эта модель стала стандартной при русификации документов в XIX–XX веках. Поэтому по фамилии Жесупова нельзя судить о сословии предков — она говорит скорее о регионе и языке, а не о социальном статусе. Встречаются варианты написания с одной «с» (Жесупова) и с двойной (Жессупова), но первый вариант как основной зафиксирован в официальных реестрах.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями: Юсупов — более распространённая форма у татар и башкир, а Жесупов — её региональный фонетический вариант, характерный для казахской языковой среды. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» такая форма не упоминается, что подтверждает её локальный, а не общерусский характер.