Фамилия Бетымбаева — женская форма фамилии Бетымбаев, и её происхождение напрямую связано с мужским вариантом. Корень фамилии — казахское имя или прозвище Бетымбай. Чтобы понять, что оно значило, разберём его на части.

Первая часть, «бет», в казахском языке может означать «лицо», «лик», а также «страница» или «склон». В составе личных имён этот элемент часто указывал на внешность: «бет» — лицо, «тым» — частица, усиливающая значение (возможно, «совсем», «очень»). Таким образом, Бетымбай — это, скорее всего, характеристика человека с приметным, выразительным лицом. Вторая часть, «бай», — традиционный компонент тюркских имён, означающий «богатый», «господин», «хозяин». В дореволюционной казахской среде «бай» не всегда указывал на реальное богатство, часто это был пожелательный элемент имени: «пусть будет богатым (во всём)».

Итак, Бетымбай — это «обладатель заметного лица», «человек с открытым, видным ликом». Фамилия образована по типичной для казахского языка модели: к основе имени добавляется русский патронимический суффикс -ев (или -ов), который в XIX–XX веках массово присоединяли к казахским фамилиям при русификации документов. Суффикс -а окончательно закрепил женскую форму.

С точки зрения географии, фамилия Бетымбаева распространена преимущественно в Казахстане, особенно в южных и западных областях. Встречается она и у казахов, живущих в России (Астраханская, Оренбургская области). Социальный контекст: носители этой фамилии, скорее всего, происходят из среды скотоводов-кочевников, где имя Бетымбай давали ребёнку с надеждой на его удачливость и заметность в роду. Никаких дворянских корней или связи с известными историческими родами у фамилии нет — это типичная народная фамилия, закреплённая в советское время.

Редкость фамилии в том, что её основа — не распространённое арабское или персидское заимствование (как, например, Ахмет или Жан), а исконно тюркское описание внешности. Это выделяет её среди массы фамилий на -баев, образованных от имён с религиозным или абстрактным значением.