Фамилия Исамбаева образована по самой распространённой в русском языке модели — с суффиксом -ев, который присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный. В данном случае основа — Исамбай. Это указывает на то, что в основе фамилии лежит мужское личное имя или прозвище Исамбай, а сама фамилия отвечает на вопрос «чей?»: сын или потомок Исамбая.

Имя Исамбай — составное, тюркского происхождения. Первая часть, «Исам», восходит к арабскому имени Исам (عصام) — «защита», «опора», «верёвка, связывающая». Вторая часть, «бай», — древний тюркский титул, означающий «господин», «богатый», «хозяин». Таким образом, имя Исамбай можно перевести как «господин-защита» или «богатая опора». Такие двусоставные имена с компонентом «бай» (Байрамбай, Уразбай, Тулебай) были широко распространены у башкир, татар, казахов и других тюркских народов Поволжья и Урала. Мужчина, носивший такое имя, вероятно, происходил из зажиточной или уважаемой семьи, где от него ждали надёжности и силы.

Географически фамилия Исамбаева наиболее характерна для Башкортостана и Оренбургской области. Это подтверждает её башкирские или татарские корни. Суффикс -ев, а не тюркский -ов, указывает на то, что фамилия оформлялась уже в русской канцелярской традиции при записи в метрические книги или ревизские сказки. Фамилия женская, мужской вариант — Исамбаев. Носительница фамилии может с высокой вероятностью считать своими предками башкир-вотчинников или татарских служилых людей, которые в XVIII–XIX веках получали фамилии по имени отца.