Фамилия Бимбаев — редкий случай, когда географический маркер перевешивает все остальные версии происхождения. Самый надёжный след ведёт в Калмыкию и в среду калмыков-казаков. Основа фамилии — мужское имя Бимба, которое в свою очередь восходит к тибетскому «пимба» — «планета Сатурн» или «суббота» (день Сатурна). В буддийской традиции калмыков и бурят такие имена давали по дню рождения ребёнка. Суффикс -ев указывает на русскую модель патронимического образования: Бимбаев буквально означает «сын Бимбы». Это типично для фамилий, которые калмыки и другие народы Востока получали при документальном оформлении в XIX веке, когда русские чиновники записывали отчества по своему шаблону.

Вторая, менее вероятная версия отталкивается от тюркского «бимба» — якобы «тысяча голов» или «тысячник», то есть военный чин. Однако фонетически и исторически эта гипотеза слаба: слово «бимба» в значении «тысяча» не зафиксировано в основных тюркских языках, а калмыцкий относится к монгольской, а не тюркской группе. Поэтому связь с именем по дню недели остаётся основной.

В русском контексте фамилия не имеет ничего общего с «бим» или «бай» — это чистый регионализм. Встречается почти исключительно у калмыков и среди калмыцкой диаспоры, изредка — у бурят (там суффикс мог быть -ов: Бимбаов). В дореволюционных источниках фамилия фиксируется в Астраханской губернии, в станицах бывшего Калмыцкого казачьего войска.

Словообразовательная модель проста: корень Бимб-, суффикс -ев. Ударение, скорее всего, на втором слоге: Бимба́ев. Встречающееся написание через «о» (Бимбаов) — результат канцелярской вариативности XIX века, когда фамилии только закреплялись письменно.