Фамилия Каримбаева происходит от мужского имени Каримбай, которое сложили из двух тюркских основ. Первая часть — «карим» — восходит к арабскому корню со значением «великодушный» и «благородный». Вторая — «бай» — в прошлом означала не просто богатство, а статус: так называли состоятельного землевладельца, крупного скотовода или купца. Именем Каримбай нарекали сына, желая ему стать знатным, порядочным и добродушным человеком, соединив в одном слове пожелание душевного благородства и прочного положения в обществе.

Фамилия образована по типичной для тюркских языков модели: к основе, имени отца, добавили притяжательный аффикс. Суффикс «-ева» указывает на принадлежность к роду — буквально «дочь или жена Каримбая». В русской документации такие фамилии закрепились через патронимическую форму, когда женский вариант часто записывали с окончанием «-а» по образцу русских фамилий. Мужская форма — Каримбаев.

Встречается фамилия преимущественно у народов Средней Азии и Казахстана, где имя Каримбай было распространено. Исходное слово «карим» — одно из имён Аллаха в исламе (аль-Карим — «Щедрый»), поэтому имя несло и религиозный оттенок, подчёркивая благочестие семьи. Процесс перехода личного имени в наследственную фамилию в этих регионах шёл неравномерно: у оседлых народов он завершился к началу XX века, у кочевых — позже, поэтому точное время возникновения конкретного рода Каримбаевых можно установить только через генеалогические разыскания.

Среди однокоренных фамилий — Каримов (от более краткой формы имени Карим) и Каримбаев, где «-бай» добавляет указание на социальный статус предка. Если Каримовы могли происходить от любого носителя имени Карим, то Каримбаевы — потомки человека, которого в своём кругу выделяли как «благородного богача».