Фамилия Гибаев образована от краткой, диалектной формы арабского имени Гибадулла — Гибай. Полное имя переводится как «раб Аллаха, поклоняющийся Аллаху». В быту, особенно в среде татар и башкир, длинные теофорные имена часто усекали до одного-двух слогов: так Гибадулла превратился в Гибая, а к нему добавили русский патронимический суффикс -ев, характерный для фамилий тюркского происхождения.

Модель образования типична для Поволжья и Урала: имя отца (Гибай) становилось основой фамилии без дополнительных тюркских окончаний вроде -ов или -ин, но с русским -ев после мягкого согласного «й». В документах XIX — начала XX века фамилия могла записываться как Гибаев или, реже, Гибайев — двойное «й» обычно исчезало при адаптации в русских метриках.

Корень «гибад» («поклонение») встречается и в других мусульманских именах: Гибадулла, Абдулгибад. Фамилии Гибаев, Гибадуллин, Абдулгибаев — однокоренные, но различаются полнотой исходного имени. Географически фамилия Гибаев чаще всего встречается у татар и башкир, особенно в Башкортостане, Татарстане и Оренбургской области. Встречается она и у кавказских народов, но там её происхождение может быть иным — от тюркских или местных прозвищ, не связанных с именем Гибадулла.

Точных данных о сословной принадлежности первых носителей нет: среди Гибаевых были и крестьяне, и муллы, и торговцы. Суффикс -ев не указывает на дворянство, а лишь фиксирует отчество — предка звали Гибаем.