Фамилия Байымбетова происходит от мужского имени Байымбет, которое сложено из двух тюркских основ. Первая часть — «бай» означает «богатый, богатырь, господин», вторая — «ымбет» восходит к арабскому «уммат» (община, народ) или к тюркскому «бет» (лицо, сторона). В итоге имя можно перевести как «богатый народом» или «господин с высоким положением». Это типичное составное имя для тюркских народов Центральной Азии, особенно для казахов, киргизов и каракалпаков, где «бай» часто присоединяли к другим корням, чтобы подчеркнуть статус или пожелание благополучия.

Фамилия образована по русской модели: к основе Байымбет добавили патронимический суффикс -ов (в женском роде -ова). Такое оформление характерно для народов, вошедших в состав Российской империи, — при переписях и в документах тюркские имена русифицировали, добавляя стандартные окончания. Мужская форма фамилии — Байымбетов.

Географически фамилия Байымбетова чаще всего встречается в Казахстане, особенно в южных и западных областях, а также среди казахской диаспоры в России (Оренбургская, Астраханская области). Реже — в Киргизии и Узбекистане. Это указывает на родовые корни в среде кочевых скотоводов, где имя Байымбет могло быть распространено среди аксакалов или зажиточных общинников.

Словообразовательная модель здесь простая, но примечательная: в отличие от многих русских фамилий на -ов, которые произошли от крестильных имён или прозвищ, Байымбетова напрямую сохраняет исходное тюркское имя без промежуточных переосмыслений. Это делает фамилию «прозрачной» для этимолога: она не обросла метафорами или устаревшей лексикой, а прямо передаёт личное имя предка.

С точки зрения сословной принадлежности, носители фамилии не были привязаны к дворянству или духовенству — это крестьянская (скотоводческая) среда, где имя Байымбет давали мальчикам с надеждой на богатство и уважение в роду. В советское время фамилия закрепилась как стандартная, без изменений.