Фамилия Айтмамбетов — это не просто родовое прозвище, а готовая антропонимическая формула, в которой личное имя превратилось в фамилию по стандартной для Российской империи схеме: русский суффикс -ов присоединился к тюркскому имени, отвечая на вопрос «чей?» — то есть «сын Айтмамбета». В основе лежит сложносоставное мужское имя Айтмамбет, которое встречается у казахов, киргизов, каракалпаков и башкир.

Разберём имя по частям. Первая часть — «айт» — восходит к тюркскому глаголу «говори, скажи». Вторая — «мамбет» — это народная, диалектная форма имени Мухаммед (Магомет), которая в тюркской среде стала почти нарицательной. Буквальное значение имени — «скажи, Мухаммед» или «названный Мухаммедом». Это так называемое «имя-пожелание»: родители, давая его, как бы обращались к пророку или к авторитетному предку, прося покровительства и благословения для ребёнка. Впрочем, есть и другой, более бытовой вариант толкования: «айт» могло означать «праздник, торжество», тогда имя переводится как «праздничный Мамбет».

Географически фамилия Айтмамбетов привязана к зонам расселения тюркских народов в России и Средней Азии. Чаще всего её можно встретить в Оренбургской, Челябинской, Астраханской областях, а также в Башкортостане и Татарстане. В Казахстане и Киргизии она также нередка, но в форме Айтмамбет (без русского суффикса) или Айтмамбетов.

С точки зрения социального происхождения, предки носителя фамилии, скорее всего, были скотоводами, земледельцами или воинами — типичными представителями кочевого или полукочевого общества. «Мамбет» в тюркской среде — имя уважаемое, связанное с исламской традицией, поэтому фамилия не указывает на принадлежность к знати, но и не говорит о низком статусе. Встречается и вариант написания с одной «т» — Аймамбетов, что является следствием упрощения произношения в некоторых говорах.

Примечательно, что в русских документах XIX — начала XX века фамилия могла записываться по-разному: Айтмамбетов, Айтмамбетев, Айтмабетов. Разнобой в окончаниях и удвоенных согласных — обычное дело для того времени, когда переписчики фиксировали имя на слух. Единый стандарт написания закрепился только в советский период с введением паспортной системы. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, например, Айтматов (от имени Айтмат, где «мат» — тоже форма имени Мухаммед), то Айтмамбетов оказывается более полной и архаичной формой, сохранившей двусоставную структуру имени.