Фамилия Арбынова — женская форма, её мужской вариант Арбынов. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Арбын. Это редкий случай в русской ономастике, когда слово не имеет очевидных параллелей в славянских языках. Корень, скорее всего, тюркский: «арба» (повозка, телега) с суффиксом -ын, который в тюркских языках образует прилагательные или существительные со значением «относящийся к арбе». Значит, Арбын — это человек, имеющий отношение к арбе: извозчик, тележный мастер, погонщик. Или прозвище, данное за медлительность или грузность — «как телега».

Суффикс -ов в фамилии указывает на типичную русскую модель образования от отчества или прозвища: «чей?» — Арбынов, то есть сын Арбына. Эта модель стала массовой в XVI–XVII веках, когда крестьяне и посадские люди получали фамилии. Арбыновы могли появиться в регионах активного русско-тюркского контакта: Поволжье, Приуралье, южные степи. Единичные упоминания фамилии встречаются в метрических книгах Казанской и Оренбургской губерний конца XIX века.

Есть и другая, менее вероятная версия: от диалектного глагола «арбынить» (ворчать, брюзжать) или от имени Арба — сокращённой формы от Арсений или Артемий. Но в этом случае ожидалась бы форма Арбинов или Арбов, а не Арбынов. Фонетика фамилии — ударный ы — надёжнее связывает её с тюркской арбой.

В отличие от распространённых Арбузовых или Арбатских, Арбыновы — фамилия редкая, не попавшая в сотни самых известных. Её носители, скорее всего, происходят из среды крестьян или однодворцев юга России, где тюркские заимствования в быту были обычны. Сословной элиты среди Арбыновых не зафиксировано — фамилия не встречается в дворянских родословных книгах. Если взглянуть на словообразовательную модель, суффикс -ов не оставляет сомнений: перед нами классическое русское отчество, закрепившееся как фамилия. А вот основа Арбын — редкий гость в славянской антропонимике, что и делает эту фамилию особенно интересной для этимолога.