Фамилия Каламбаевы звучит непривычно для русского уха, но её происхождение вполне прозрачно, если знать тюркские языки. В основе лежит слово «каламбай» или «каламба», которое в ряде тюркских наречий (особенно в казахском, киргизском, каракалпакском) означает «камыш» или «тростник». Это растение, характерное для берегов рек и озёр Средней Азии и Поволжья, было хорошо известно кочевникам и земледельцам. Таким образом, прозвище Каламбай мог получить человек, живший в камышовых зарослях, занимавшийся заготовкой камыша или даже имевший внешнее сходство с этим растением (например, сухощавый и высокий).

Суффикс -ев указывает на стандартную русскую модель образования фамилий от иноязычных основ. Обычно фамилии на -ев образуются от основ, оканчивающихся на мягкий согласный или на -й. В данном случае основа «Каламбай» дала форму «Каламбаев», а множественное число — «Каламбаевы». Это типичный случай, когда тюркское личное имя или прозвище русифицировалось через добавление патронимического суффикса, что было массово распространено в XIX — начале XX века среди народов, вошедших в состав Российской империи.

Географически фамилия Каламбаевы наиболее вероятна для регионов с тюркским населением и камышовыми ландшафтами: это Казахстан, Киргизия, а также южные области России (Астраханская, Оренбургская, Волгоградская) и даже Башкортостан. В этих местах фамилия встречается, хотя и не является массовой. Встречается она и у татар, и у башкир, и у казахов, что говорит о её полиэтничном, но едином корне.

Интересная деталь: в отличие от многих тюркских фамилий, образованных от личных имён (Ахметов, Ибрагимов), Каламбаевы отталкиваются не от антропонима, а от топографического или бытового прозвища. Это делает фамилию более «географической» — первые носители, скорее всего, не были потомками знатного человека, а просто обитали в «камышовом месте». Встречается и вариант написания через «о» — «Коламбаев», но он редок и, вероятно, связан с особенностями местного произношения (аканье в тюркских языках нехарактерно, но могло возникнуть под русским влиянием).