Фамилия Бимамбетов — одна из тех, что ясно указывает на восточные, а именно тюркские корни. Её основа — составное мужское имя Бимамбет, которое в свою очередь восходит к арабскому «имам» (духовный предводитель) и тюркскому «бек» (господин, князь). Таким образом, имя Бимамбет можно перевести как «имам-бек», то есть «господин, равный имаму» или «предводитель, подобный имаму». Это имя давали мальчикам в семьях, где ценили и религиозный авторитет, и знатное происхождение.

Фамилия образована по классической русской модели с помощью патронимического суффикса -ов. В русском языке фамилии на -ов, -ев традиционно означали «чей?», «сын кого?». Соответственно, Бимамбетов — это «сын Бимамбета». Такая модель стала массово закрепляться за нерусскими народами Российской империи в XIX — начале XX века, когда проводились переписи и учёт населения, и местные имена и прозвища оформлялись по русскому образцу.

Географически фамилия Бимамбетов наиболее характерна для народов Северного Кавказа, особенно для ногайцев, кумыков и балкарцев. Также она встречается у башкир и татар. Это сужает круг поиска предков: скорее всего, они были мусульманами, говорившими на одном из тюркских языков, и жили в регионе, где исторически сильны были ногайские и кумыкские родовые общины. В отличие от многих русских фамилий, у Бимамбетовых нет варианта с суффиксом -ин, что характерно для фамилий, образованных от имён, оканчивающихся на согласный.

В написании фамилии возможны колебания: изредка встречается вариант Бимамбетов, с одной «м» на стыке корня и суффикса, но орфографически верным считается двойное «мм», так как основа имени — Бимамбет, а суффикс -ов просто добавляется. Социальный состав носителей фамилии был самым разным: от рядовых скотоводов и земледельцев до сельских старшин и мулл. Учитывая значение имени, предок Бимамбет мог быть человеком уважаемым, возможно, имевшим отношение к духовенству или местной знати, но без документальных подтверждений это остаётся лишь предположением.