Фамилия Калмырзаева — редкий пример сложения двух тюркских основ, застывших в русской патронимической форме. В ней соединились «кал» (оставаться, остаток) и «мырза» (господин, князь, знатный человек). Вместе это могло означать «оставшийся господином» или «последний из рода мырз» — прозвище, которое давали младшему сыну в знатной семье или человеку, унаследовавшему титул после угасания старших ветвей.

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединился к тюркской основе Калмырза. Окончание -а указывает на женскую форму, но исходная мужская фамилия — Калмырзаев. Такая адаптация характерна для фамилий, возникших в среде казахской, татарской или башкирской знати, которая в XIX веке переходила на русскую фиксацию родовых имен.

Географически фамилия тяготеет к южным регионам Казахстана и Оренбургской области России, где исторически жили тюркские роды с титулом «мырза». Встречается также в форме Калмырзин — с другим суффиксом, но той же основой. Разница в окончании (-ев против -ин) могла возникнуть из-за разного восприятия основы: если ее считали заимствованием на -а, то добавляли -ев, если на согласный — -ин.

В отличие от более частых фамилий вроде Мырзаев или Калмыков, Калмырзаева сохраняет двойную этимологию, которая почти не поддается однозначной расшифровке без знания местного говора. Например, «кал» в некоторых тюркских наречиях могло означать не «остаток», а «лишай» или «плешь» — тогда прозвище приобретало бытовой, а не социальный оттенок. Однако в паре с «мырза» первая версия выглядит убедительнее: фамилия, скорее всего, указывала на происхождение из обедневшей или младшей ветви аристократического рода.