Фамилия Гумарбаева — женская форма фамилии Гумарбаев, которая имеет восточное, а именно тюрко-персидское происхождение. Её основа — сложносоставное арабско-тюркское имя Гумарбай, где первая часть «Гумар» восходит к арабскому слову «умар» (жизнь, долголетие) или к тюркскому «гумар» (смуглый, темный). Вторая часть — «бай», распространенный титул у тюркских народов, означающий «господин», «богач», «хозяин». Таким образом, имя Гумарбай могло означать «богатый жизнью» или «смуглый господин».

Фамилия образована по классической для тюркских языков модели: к основе имени добавлен русский патронимический суффикс -ев, который в XIX—XX веках активно использовался при русификации фамилий народов Средней Азии и Поволжья. Суффикс указывает на принадлежность: «Гумарбаев» — сын Гумарбая. Соответственно, Гумарбаева — дочь или жена Гумарбая.

Географически фамилия наиболее характерна для татар, башкир и казахов. Встречается она и у других тюркоязычных народов, но с разными вариациями ударения и написания. В дореволюционной России носители такой фамилии относились чаще к крестьянскому или мещанскому сословию, но встречались и среди купечества, особенно в Оренбургской и Уфимской губерниях.

Отдельного внимания заслуживает редкая для русских фамилий основа «Гумар»: она не имеет славянских корней и не связана с именем Гурий или словом «гумно», как иногда ошибочно предполагают. Это чистый восточный антропоним, что делает фамилию Гумарбаева ярким маркером этнической истории её носителей — потомков людей, носивших имя с пожеланием долгой и богатой жизни.