Фамилия Жолоев образована по самой распространённой в русском языке модели — с патронимическим суффиксом -ев, который присоединяют к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или шипящий. В данном случае основа — Жолой. Это личное прозвище или некалендарное имя, и его корень, скорее всего, тюркский. Слово «жол» (или «йол») в тюркских языках означает «дорога», «путь». Таким образом, Жолой могло быть именем-пожеланием: человек, которому желали счастливого пути, или тот, кто родился в дороге. В казахском и киргизском языках имя Жолой (Жолай) встречается как вполне реальное, и фамилия Жолоев генетически связана именно с этим регионом.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с кавказскими языками, где схожие корни могут означать «храбрый» или «сильный». Однако отсутствие широкого распространения фамилии на Северном Кавказе делает эту гипотезу слабой. Географически фамилия Жолоев сосредоточена в основном в Казахстане и Киргизии, а также среди выходцев из этих стран в России. В русском контексте она воспринимается как фамилия с явным тюркским субстратом, адаптированная к русской грамматике через суффикс -ев.

Примечательно, что в русских метрических книгах XVII–XIX веков фамилия почти не фиксируется — это говорит о её сравнительно позднем оформлении, вероятно, в XIX веке, когда начался массовый учёт населения в окраинных губерниях империи. Сословно предки Жолоевых, скорее всего, относились к крестьянам или казахам-скотоводам, переходившим к оседлости. Никаких дворянских родов с такой фамилией не известно.