Фамилия Чамбуткин — редкая и неоднозначная с точки зрения происхождения. В ней сразу заметна нерусская основа, которую «обрусели» с помощью типичного фамильного суффикса -ин. Если бы фамилия оканчивалась на -ов, можно было бы предположить, что в основе лежит мужское имя или прозвище на -ут (как Чамбут), но суффикс -ин обычно указывает на принадлежность к матери или жене: «чей?» — Чамбуткин, то есть сын или потомок Чамбуты.

Самая вероятная версия связывает фамилию с тюркскими языками. В них корень «чам» или «чамб» может означать «сосна», «хвоя» или относиться к названию растения. Например, в казахском и татарском есть слово «шамшат» (можжевельник), а в чувашском — «чам» (сосна). Учитывая, что фамилия встречается в Поволжье и на Урале, предок Чамбуткин мог получить прозвище по месту жительства — возле соснового бора, либо по внешности, которую сравнивали с хвойным деревом (высокий, прямой).

Менее убедительная, но возможная версия — от диалектного глагола «чамбутить» или «чамбутать», который в некоторых говорах означал «месить грязь», «болтать ногами в воде». Тогда прозвище Чамбута дали неуклюжему или неопрятному человеку. Однако эта гипотеза слабее, так как глагол не зафиксирован в авторитетных словарях русских говоров.

Фамилия Чамбуткин не входит в списки дворянских родов и не фиксируется в старых боярских книгах. Скорее всего, её носители — потомки государственных крестьян или однодворцев из южных или восточных губерний России. Встречаемость фамилии крайне низкая: по открытым базам данных, основные носители живут в Оренбургской области и Башкортостане, что подтверждает тюркскую версию происхождения.