Фамилия Арсламбаев — пример достаточно редкой модели, где к тюркскому имени-основе прирос русский фамильный суффикс. В основе лежит имя Арсламбай, которое у разных народов Поволжья и Урала (башкир, татар, казахов) складывается из двух частей: «Арслан» (лев, могучий, бесстрашный) и «бай» (хозяин, богач, господин). Получается «лев-господин» или «могучий богатырь». В русской среде такие имена фиксировали в документах как личные, а затем, по стандартной схеме XIX века, от них образовывали фамилии с помощью суффикса -ев (после основы на мягкий согласный или й).

Географически фамилия тяготеет к Оренбуржью, Башкортостану и Челябинской области. Это зона, где активно шло взаимодействие тюркских и славянских антропонимических традиций. Интересно, что в некоторых записях XIX века встречается вариант Арсланбаев — с одной буквой «м». Вероятно, двойное «м» закрепилось в написании под влиянием произношения или из-за путаницы с именем Арслам (арабское «безупречный»), хотя исходное имя всё-таки Арсланбай.

Сословного барьера фамилия не имела: её могли носить и крестьяне-башкиры, и татарские торговцы, и казаки Оренбургского войска. В метрических книгах конца XIX века Арсламбаевы встречаются как среди мусульман, так и среди крещёных татар, что указывает на конфессиональную гибкость носителей. Суффикс -ев, а не -ин, подсказывает, что фамилию оформляли по мужской линии от отчества, а не от прозвища матери.

Если сравнивать с однокоренными, то Арсламбаев стоит в ряду с Арслановым (без компонента «бай») и Баймуратовым (с тем же «баем», но другим корнем). Отличие в том, что Арсламбаев сохранил полную двусоставную конструкцию имени, что делает его особенно прозрачным для этимологии: это буквально «сын того, кого звали Львом-господином».