Фамилия Гылымбеков — редкий пример фамилии, в основе которой лежит составное тюркское имя, причем вторая часть («бек») указывает на социальный статус предка. В отличие от большинства русских фамилий на -ов, образованных от прозвищ или крестильных имен, Гылымбеков прямо говорит о своем нерусском, кавказском или среднеазиатском происхождении.

Первая часть основы — «Гылым» — восходит к тюркскому слову, означающему «знание», «наука», «ученость» (ср. казахское «ғылым», киргизское «илим»). Вторая часть — «бек» — титул, обозначающий князя, господина или предводителя. Таким образом, имя Гылымбек в буквальном смысле означает «ученый бек» или «князь знаний». Это составное имя было популярно у народов, где ценили не только воинскую доблесть, но и образованность.

Фамилия образована по русской модели: к основе «Гылымбек» добавлен суффикс -ов, который указывает на принадлежность: «чей?» — Гылымбеков, то есть сын или потомок Гылымбека. Такая модель типична для фамилий, возникших в XIX–XX веках у народов, вошедших в состав Российской империи, когда при оформлении документов тюркские имена русифицировали.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где распространены тюркские языки с корнем «ғылым»: в первую очередь это Казахстан, Кыргызстан, а также северный Кавказ (например, у карачаевцев или балкарцев). В России носители фамилии встречаются редко, в основном в южных республиках или среди мигрантов.

Интересная деталь: написание фамилии с буквой «ы» после «г» нехарактерно для русского языка, но типично для тюркских, где «ы» обозначает твердый гласный. При переписи или записи в паспорт букву могли сохранить, что делает фамилию легко узнаваемой и указывает на её нерусское происхождение без дополнительных разысканий.