Фамилия Джамбербаев — редкий пример фамилии, образованной от составного тюркского имени. Её основа — мужское личное имя Джамбербай, которое в свою очередь складывается из двух частей: «джамбер» и «бай». В тюркских языках «бай» означает «господин», «богач», «хозяин», а в составе имени указывало на знатность, богатство или пожелание благополучия. Первая часть, «джамбер», скорее всего, восходит к арабскому слову «джамбир» (в диалектном произношении) — «собирающий», «объединяющий» или «целый». В сочетании с «бай» имя Джамбербай могло означать «собирающий богатство» или «цельный господин».

Суффикс «-ев» типичен для русской фамильной модели, адаптирующей иноязычные основы. Он присоединился к основе Джамбербай, чтобы образовать патронимическую фамилию: Джамбербаев буквально означает «сын Джамбербая». Такое окончание характерно для фамилий народов Северного Кавказа, Поволжья и Средней Азии, которые вошли в состав Российской империи. В отличие от чисто русских фамилий на «-ов», здесь нет редукции гласных, и ударение, скорее всего, падает на последний слог: Джамберба́ев.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где распространены тюркские языки с арабскими заимствованиями. Наиболее вероятна её связь с кумыкским, ногайским или карачаево-балкарским ареалом, где имя Джамбербай встречается в исторических записях. Встречается она и у казахов, но там чаще пишется как Жамбербаев, с заменой «дж» на «ж» из-за особенностей казахской фонетики. Вариант Джамбербаев характерен для тех народов, где звук «дж» сохраняется, — например, у кумыков или ногайцев.

Примечательно, что в основе фамилии лежит не просто имя, а сложносоставное, что указывает на определённый социальный статус предка. В тюркской среде имена с компонентом «бай» давали не каждому: они подчёркивали состоятельность рода или желание родителей видеть сына успешным. Таким образом, первый носитель фамилии Джамбербаев был, вероятно, потомком человека, которого в своём окружении считали «собирателем добра» или «цельным хозяином». Других версий происхождения, кроме тюркско-арабской, у этой фамилии нет — славянские или иранские корни здесь не прослеживаются.