Фамилия Балдыбал — редкий случай, когда прозвище или имя не переосмыслялось суффиксами, а застыло в исходной форме. В русской ономастике это называется «нетрансформированная фамилия»: она не получила типовых окончаний -ов, -ев, -ин или -ский. Такие фамилии характерны для украинской, белорусской и южнорусской традиции, где прозвище часто становилось фамилией без изменений.

Основа фамилии — тюркское слово «балды» (диалектное «балда»), означающее «топор», «секира» или «большой тяжёлый молот». В русских говорах «балда» закрепилась как прозвище для грубого, неотёсанного или глуповатого человека, но исходное значение — орудие труда. Вторая часть «-бал» — скорее всего, тюркский корень «бал» («мёд», «сладкий») или формант, указывающий на род занятий. Однако правдоподобнее другая версия: «Балдыбал» — это сложение двух тюркских основ: «балды» (топор) и «бал» (давать, бить). В таком случае прозвище буквально означало «бьющий топором» — дровосек, лесоруб или мастер по обработке дерева.

Версия о происхождении от имени Балдыбал (тюркское составное имя, где «бал» — «мёд», «сладкий», а «ды» — аффикс обладания) менее убедительна: составные имена с «бал» в первой части (Балтабай, Балтагул) встречаются, но форма «Балдыбал» нехарактерна для тюркской антропонимии.

Географически фамилия привязана к югу России и Поволжью, где было сильное тюркское влияние, а также к казачьим областям. В ревизских сказках и метрических книгах XIX века единичные записи Балдыбал встречаются в Астраханской губернии и на Дону. Носители, скорее всего, происходили из крестьян или казаков, получивших прозвище по ремеслу или внешнему признаку.

В современной России фамилия остаётся крайне редкой. Её необычное звучание и отсутствие суффикса делают её заметной, но ономасты относят её к числу «прозвищных реликтов» — слов, которые перестали употребляться в быту, но сохранились в фамилиях как свидетельство давних языковых контактов.