Фамилия Калкамбаева — женская форма казахской фамилии Калкамбаев. Её основа — мужское личное имя Калкамбай, которое сложено из двух тюркских корней. Первый, «калкам», восходит к слову «калкан» — щит, защита. Второй, «бай», в прошлом означал «богач», «хозяин», а со временем превратился в распространённый именной компонент, указывающий на достаток или уважение. В целом имя Калкамбай можно перевести как «богатый защитой» или «надёжный, как щит». Вероятно, так называли мальчика, желая ему стать опорой для семьи или рода.

В казахской ономастике фамилии на -баев (-баева) — одна из самых продуктивных моделей. Суффикс -ев (и его фонетический вариант -баев) присоединялся к мужским именам, образуя отчества, которые затем закреплялись в качестве фамилий у потомков. Поэтому Калкамбаева означает «дочь (или жена) Калкамбая». В русской паспортной системе, внедрённой в Казахстане в советское время, такие формы были стандартизированы с окончанием -а для женщин.

Географически фамилия распространена в южных и юго-восточных регионах Казахстана, особенно в Алматинской и Жамбылской областях, а также среди казахской диаспоры в Узбекистане и Кыргызстане. Встречается и вариант написания Калкамбай, но он редок и обычно фиксируется как отчество без фамильного суффикса.

Сословно предки носителей фамилии вряд ли принадлежали к высшей знати: имена с компонентом «бай» в XIX — начале XX века давали в среде скотоводов и земледельцев, подчёркивая не столько реальное богатство, сколько пожелание благополучия. Однако в советский период многие Калкамбаевы получили образование и работали в сельском хозяйстве, педагогике и медицине — типичный путь для казахских фамилий из этого региона.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Калкамбаева отличается от более частых Калкановых (от «калкан» без «бая») или Калкабаевых (где первая часть может быть вариантом того же корня). Именно компонент «бай» делает фамилию маркером традиционной казахской антропонимической модели, где имя-пожелание соединялось с социальным статусом.