Фамилия Чамбулин — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа, «чамбул», не встречается ни в древнерусских именах, ни в распространённых ремёслах, поэтому разбор начинается с поиска корня в тюркских языках и диалектах. Скорее всего, в основе лежит слово «чамбул» или «чембул» — так в ряде тюркских наречий называли конный отряд, разъезд, а также беспорядочную толпу или сброд. В русских говорах, особенно на юге и среди казачества, закрепилось слово «чембул» (или «чомбул») в значении «конный отряд, ватага». Отсюда прямой путь к прозвищу Чамбул — так могли назвать лихого наездника, участника конных вылазок или, в переносном смысле, шумного, беспокойного человека.

Суффикс -ин указывает на типичную модель русских фамилий, образованных от прозвищ или имён, оканчивающихся на согласный: Чамбул → Чамбулин, то есть «сын Чамбула» или «из рода Чамбула». Форма без смягчения (с «а», а не «я») — дополнительный намёк на южнорусское или степное происхождение, где тюркские заимствования приживались чаще. Географически фамилия тяготеет к регионам бывшего Дикого поля — Воронежской, Ростовской областям, а также к Поволжью, где столкновение славянского и тюркского населения было интенсивным.

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: связь с диалектным словом «чамбул» в значении «заросли, чаща» (от тюркского «чам» — сосна, хвоя). Тогда прозвище могло относиться к человеку, жившему в лесистой местности. Но этот корень в русских говорах почти не зафиксирован, в отличие от военно-бытового «чембула», который встречается в казачьем фольклоре и исторических описаниях.

Сословный состав носителей фамилии, скорее всего, был смешанным: однодворцы и казаки, реже — крестьяне. Дворянских родов Чамбулиных в гербовниках нет, что подтверждает её «низовое» происхождение. В целом фамилия хранит память о подвижной, военной среде — о людях, для которых конь и степь были привычной средой, а слово «чамбул» означало не просто отряд, а образ жизни.