Фамилия Айтмухамбетов — пример того, как тюркское имя, родившееся в степной культуре, обрело русскую форму в канцеляриях XIX–XX веков. Её основа — сложносоставное личное имя Айтмухамбет. Первая часть, «Айт», в тюркском именослове восходит к понятию «праздник, торжество» (ср. казахские Курбан-айт и Ораза-айт), а не к глаголу «говорить», хотя такой вариант тоже встречается. Вторая часть — «Мухамбет», казахская фонетическая адаптация имени пророка Мухаммеда. Вместе имя означает «праздничный Мухаммед» или «Мухаммед, рождённый в праздник» — его давали мальчику, появившемуся на свет в день крупного религиозного торжества.

Сама фамилия образована по стандартной модели русификации: к основе Айтмухамбет пришили русский патронимический суффикс -ов. В казахской среде отчество звучало бы как Айтмухамбетұлы («сын Айтмухамбета»), но при записи в метриках и советских паспортах закрепилась форма с «-ов». Это типичная история для XIX–XX веков, когда документальное оформление фамилий у тюркоязычного населения подгоняли под русскую грамматику.

Географически фамилия плотнее всего сидит в Западном Казахстане — в Актюбинской, Атырауской, Мангистауской областях. В России её носители встречаются в Астраханской, Оренбургской и Саратовской областях, куда казахи переселялись в разные периоды. Из-за устной передачи и ошибок в паспортных столах иногда возникает путаница в написании: можно встретить вариант с одной «м» (Айтмухабетов) или с заменой гласной.

Фамилия не даёт подсказок о сословии — в отличие от фамилий на -ский или -ин, за ней не стоит указание на дворянское происхождение или принадлежность к духовенству. Она указывает на другое: на календарный контекст рождения предка. Среди носителей Айтмухамбетовых в XX веке много городской интеллигенции, учителей, врачей, хотя корни уходят в скотоводческие и земледельческие хозяйства прикаспийских степей.