Фамилия Калмырзаев — редкий пример фамилии, в основе которой лежит не имя, а составное прозвище-титул. Её разбор стоит начать с корня «калм-», который напрямую отсылает к этнониму «калмык». В тюркских языках «калмак» (или «калмык») означало «отделившийся», «оставшийся» — так называли часть западных монголов, принявших буддизм. В русских документах XVI–XVII веков слово «калмык» закрепилось за кочевым народом, и его нередко давали в качестве прозвища человеку, внешне или по поведению напоминавшему калмыка, либо тому, кто торговал или общался с ними.

Вторая часть основы — «мырза» — происходит от персидского «мирза» (эмир-заде, то есть «сын эмира», «княжич»). В тюркской среде «мырза» или «мирза» — это не имя, а титул знатного человека, грамотея или писца. Прозвище Калмырза, таким образом, могло означать «калмык-князь» или «знатный калмык». Но более вероятно, что его дали не калмыку по крови, а человеку, который вёл себя по-княжески, но имел какие-то внешние или бытовые черты, связывавшие его с калмыками — например, носил халат, брил голову или держал табун лошадей.

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилий от тюркских основ: Калмырзаев буквально значит «сын Калмырзы». Фамилия могла сложиться в среде служилых татар, башкир или казахов, которые переходили на русскую службу и получали фамилии по прозвищам. Географически Калмырзаевы встречаются в основном в Оренбургской, Челябинской областях и в Башкортостане — то есть в зоне исторического контакта русских, башкир и калмыков.

Отдельного внимания заслуживает написание: в дореволюционных метрических книгах фамилию могли записывать как «Калмырзин» (по другой модели) или через «а» — «Калмарзаев». Но форма «Калмырзаев» — самая устойчивая. В отличие от более распространённых Калмыковых, носители этой фамилии сохранили в основе уникальное двусоставное прозвище, которое не встречается в массовых списках. Это говорит о том, что предок был заметной фигурой в своей общине — либо по положению, либо по яркой внешности.