Фамилия Джалимбаева — редкий пример тюркского наследия, закрепившегося в русской фамильной модели. Её основа восходит к мужскому имени Джалимбай, которое распространено у многих тюркских народов (казахов, узбеков, каракалпаков). Первая часть имени — Джалим — восходит к арабскому «джалим» (учёный, знающий, мудрый), вторая — бай (господин, хозяин, богатый человек). Таким образом, имя Джалимбай означало «мудрый господин» или «учёный богач» — типичное для степной аристократии составное имя с пожеланием ума и достатка.

Русский суффикс -ев в женской форме Джалимбаева указывает на способ образования от отчества. В Российской империи при переписях и в документах инородцам (нерусским подданным) часто записывали фамилию по отцу: сын Джалимбая становился Джалимбаевым, дочь — Джалимбаевой. Мужская форма фамилии — Джалимбаев.

Географически фамилия тяготеет к регионам с тюркским населением: Казахстан, Кыргызстан, Башкортостан, Татарстан, Оренбургская область. Встречается она и у кавказских народов, но там, скорее всего, это результат миграций или смешения культур.

Интересная деталь: в отличие от многих тюркских фамилий на -баев (Карабаев, Ахметбаев), где компонент «бай» стоит на втором месте, здесь он образует единое целое с корнем. Это говорит о том, что имя Джалимбай было полноценным, а не прозвищем — его не переосмысливали как «бай Джалима».

Социальный контекст: носители фамилии в XIX — начале XX века чаще всего были скотоводами, мелкими торговцами или сельскими учителями при медресе. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это фамилия свободных общинников, не попавших в высшее сословие, но и не крепостных.