Фамилия Каламбаева образована по тюркской модели: к основе добавляется притяжательный аффикс, который в русской записи превратился в окончание -ев/-ева. Разбираем имя по частям: первая часть восходит к тюркскому мужскому имени Калам, которое переводят как «имеющий родинку». Вторая часть — «бай», что означает «богатый, могущественный хозяин, господин, повелитель». В тюркской ономастике компонент «бай» часто присоединяли к личным именам и прозвищам, подчеркивая знатность или состоятельность человека — не обязательно в прямом смысле, но как пожелание или характеристику.

Таким образом, имя Каламбай или прозвище Каламбай могли дать человеку, у которого была заметная родинка, а «бай» указывало на его положение или достаток. Скорее всего, основатель рода Каламбаевых действительно был влиятельным и состоятельным человеком в своей общине, либо получил такое имя как почетное прозвище.

Формант -ев (женский вариант -ева) появился при русификации фамилии — так тюркские имена адаптировались к русской грамматике. Подобные фамилии распространены у народов Поволжья, Кавказа и Средней Азии, где тюркские языки оставили глубокий след. Процесс формирования фамилий у этих народов был достаточно длительным, поэтому окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода Каламбаевых можно лишь на основании генеалогических исследований в конкретных семьях.