Фамилия Кантарбаевы образована по распространённой восточной модели от личного имени Кантарбай. Это составное имя: первая часть, «Кантар», имеет персидские корни и переводится как «сахарный» или «сладкий». Вторая часть — «бай», тюркский титул, означающий «богатый хозяин», «господин», «могущественный человек». Соединившись, эти части создавали имя-пожелание: родители надеялись, что сын вырастет уважаемым, обеспеченным и его жизнь будет сладкой и благополучной. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Кантарбаев — буквально «сын Кантарбая», «потомок Кантарбая».

Фамилия Кантарбаев встречается в исторических документах. В Книге памяти Восточно-Казахстанской области зафиксирован колхозник Кантарбаев Дюсюпжан, родившийся в 1869 году в селе Украинка Кировского района. Эта запись — одна из немногих конкретных привязок фамилии к месту и времени, что может стать отправной точкой для генеалогического поиска.

В отличие от многих русских фамилий, которые закрепились за крестьянами после отмены крепостного права, фамилии с компонентом «бай» часто указывают на более древнюю социальную среду. «Бай» в кочевых и полукочевых обществах Средней Азии и Казахстана — это не просто богач, а глава рода или влиятельный скотовладелец. Поэтому предки Кантарбаевых, вероятно, принадлежали к зажиточным или уважаемым слоям общества, где имя с титулом «бай» было не случайным, а подчёркивало статус семьи.

Однако окончательно говорить о точном времени и едином месте происхождения фамилии Кантарбаев можно лишь на основании серьёзных генеалогических исследований. Процесс формирования фамилий на востоке был длительным и не всегда привязан к одной местности — одно и то же имя могло независимо дать начало фамилии в разных родах.