Фамилия Блембаев — редкий случай, когда основа почти наверняка указывает на тюркское происхождение, но точное значение исходного слова теряется в диалектах. В русской записи она выглядит как типичная патронимическая фамилия на -ев, то есть «сын Блембая». Суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на согласный (в данном случае на -й, который отпадает). Таким образом, исходное личное имя — Блембай.

Что означает это имя? Первая часть «блем» не имеет прямого аналога в современных тюркских языках. Можно предположить, что это искажённое или диалектное «билем» (знающий, мудрый) или «белем» (образование, знание) — тогда Блембай трактовалось бы как «богатый знаниями», «учёный». Вторая часть «бай» — один из самых распространённых компонентов тюркских имён, означающий «господин», «богач», «хозяин». Такие имена давали с пожеланием достатка и уважения.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с диалектным «блем» как вариантом «блен» (глагол «быть» в некоторых говорах) или с монгольским влиянием, где «бэлэм» — «готовый», «подготовленный». Но это лишь догадки: в доступных ономастических словарях фамилия не зафиксирована, что подтверждает её редкость и локальный характер.

Географически фамилия Блембаев встречается преимущественно в Оренбургской области и в Башкортостане, что согласуется с зоной расселения башкир и татар. Скорее всего, предки носителя этой фамилии были из числа башкирских или татарских крестьян, получивших фамилию по имени отца после ревизий XIX века. Социальный контекст простой: это не дворянская и не купеческая фамилия, а имя рядового сельского жителя, чьё прозвище-пожелание со временем закрепилось как родовое.