Фамилия Баранбаев образована по самой распространённой в тюркских языках модели — от личного имени с добавлением аффикса принадлежности -ев/-ов. Основа здесь — составное имя Баранбай. Первая часть, «баран», восходит к тюркскому слову «баран» (в значении «баран», то есть самец овцы), которое у многих кочевых народов служило символом силы, упорства и плодовитости. Вторая часть, «бай», означает «богач», «хозяин», «господин». Таким образом, имя Баранбай можно перевести как «богатый, как баран» или «хозяин баранов», что в традиционном скотоводческом обществе было вполне понятным и уважительным прозвищем-пожеланием.

Суффикс -ев указывает на русскую адаптацию фамилии, которая произошла во времена Российской империи, когда у народов Кавказа, Средней Азии и Поволжья начали массово фиксировать фамилии по отчеству. В отличие от исконно русских фамилий на -ов, где ударение часто падает на суффикс, здесь оно сохраняется на основе — Баранба́ев.

Фамилия редкая и имеет четкую региональную привязку. Основной ареал распространения — юг России, особенно Карачаево-Черкесия и Кабардино-Балкария, а также Казахстан и Киргизия. Это объясняется тем, что имя Баранбай было характерно для тюркоязычных народов: ногайцев, казахов, карачаевцев и балкарцев. Встречается и у азербайджанцев, но реже.

Любопытно, что в некоторых диалектах тюркских языков слово «баран» могло также означать «младший сын» или «наследник», что добавляет к фамилии еще один смысловой оттенок. Однако основная версия остается связанной со скотоводством, и предки носителей фамилии Баранбаев, скорее всего, были зажиточными скотоводами или просто людьми, получившими имя-пожелание богатства и силы.

В написании фамилии возможны варианты: Баранбаев (через «а») и реже Баранбайев (с сохранением конечного «й» в основе), но первый вариант — общепринятый и закреплённый в документах. Других версий происхождения, например от русского слова «баран» (животное) с тюркским суффиксом, не существует — это народная этимология, не подтверждённая ономастикой.