В отличие от большинства фамилий на -ов, образованных от крестильных имён, эта имеет под собой прозвищную основу, причём с несколькими возможными корнями.

Первый и самый очевидный вариант ведёт к слову «калбан». В диалектах русского языка, особенно в южных и западных регионах, так называли грубый деревянный брус, колоду или чурбан. Прозвище Калбан могли дать плотнику, лесорубу или просто крупному, неповоротливому человеку — по аналогии с тяжеловесным предметом. Модель образования проста: прозвище + патронимический суффикс -ов, то есть «сын Калбана». Это типичная дворовая или крестьянская фамилия, возникшая в среде, где люди получали имена от бытовых реалий.

Вторая версия отсылает к тюркским языкам. В казахском, татарском и башкирском «калбан» (или «калба») означает «толстый», «пухлый», а также может быть вариантом слова «калба» — колбаса или вид кровяной колбасы. В таком случае фамилия могла возникнуть у татарских или башкирских мурз, перешедших на русскую службу и получивших землю в центральных губерниях. Суффикс -ов указывает на обрусение фамилии в XV–XVII веках. Подтверждением служит география: Калбановы встречаются не только в русских сёлах, но и в Поволжье, где тюркское влияние было сильным.

Сложность в том, что обе версии не исключают друг друга. Фамилия могла возникнуть параллельно в разных регионах: в одном месте — от прозвища плотника, в другом — от тюркского имени. Отличить их можно только по контексту: если предки были крепостными крестьянами в Тверской или Смоленской губернии, вероятнее первая версия. Если же родословная ведёт в Казанскую или Оренбургскую губернию — вторая.

В написании фамилия устойчива, без вариантов вроде Колбановых (хотя путаница с «колбасой» возможна). В дореволюционных метрических книгах встречается форма «Калбанавъ», но это лишь особенность дореформенной орфографии. Носители фамилии — люди, чьи предки, скорее всего, занимались физическим трудом или имели тюркские корни, но точное значение угадывается только при знании локальной истории семьи.