Фамилия Зулькарнаева происходит от арабского мужского имени Зулькарнай, которое означает «двурогий». Это имя имеет древнюю историю: в исламской традиции Зулькарнайном называют легендарного правителя и завоевателя, которого часто отождествляют с Александром Македонским. Прозвище «двурогий» в арабском мире могло указывать на силу, власть или особый статус, а со временем закрепилось как личное имя.

Фамилия образована по типичной для тюркских и кавказских народов модели: к мужскому имени Зулькарнай добавили русский патронимический суффикс -ев, что сделало фамилию адаптированной к русской грамматике. Встречается также вариант Зулькарнаев (без окончания -а), но форма Зулькарнаева указывает на женскую линию рода или используется как общая фамилия для семьи. В русском языке фамилии на -ев (-ова) означают принадлежность: «из рода Зулькарная».

Процесс формирования фамилий у народов, исповедующих ислам, был долгим и неоднородным. У татар, башкир и народов Кавказа фамилии на -ев/-ов начали массово закрепляться после реформ XIX века, когда потребовалась унификация документов. Поэтому точно определить, когда именно появилась фамилия Зулькарнаева, можно только через генеалогические разыскания в конкретной семье. Однако ясно, что её основа — арабское имя — пришла в Поволжье и на Кавказ вместе с исламом, и предки носителей фамилии с большой вероятностью были мусульманами, возможно, татарами, башкирами или представителями дагестанских народов.

Встречается фамилия преимущественно в Татарстане, Башкортостане, а также в Чечне и Дагестане. Встречаются и варианты написания с одной «н» (Зулькараева), но исходная форма с «нн» ближе к арабскому оригиналу.