Фамилия Карсыбаев — типичный пример тюркской патронимической модели, где к личному имени прирастает русский суффикс принадлежности -ев. В основе лежит мужское имя Карсыбай, и главный вопрос для этимолога — что скрывается в первой его части, «карсы».

Здесь возможны два объяснения, и оба опираются на реалии тюркского мира. Более вероятная версия связывает «карс» с тюркским словом «карсак» — «маленький», «низкорослый». В этом случае имя Карсыбай означало бы «маленький богач» или «низкорослый хозяин» — прозвище, данное по внешнему признаку, которое затем закрепилось как личное имя. Вторая гипотеза выводит «карс» из тюркского «карасу», где «кара» — «темный, черный». Тогда имя приобретает оттенок «черный богач» — возможно, намек на смуглую внешность или, в переносном смысле, на «черную» (трудную) дорогу к богатству.

Вторая часть имени — «бай» — в тюркских языках означает «богач, богатый, зажиточный человек». Это один из самых распространенных компонентов в восточных именах, он указывал на пожелание благополучия или на реальное высокое положение в общине. Имя Карсыбай, таким образом, либо описывало человека (маленький, но богатый), либо давалось с надеждой на достаток.

Судя по документам начала XX века, фамилия бытовала в Восточно-Казахстанской области — там, в 1904 году, родился Карсыбаев Каликас, казах. Это подтверждает, что фамилия уходит корнями в казахскую среду и связана с регионом, где смешивались кочевые традиции и оседлый уклад. Со временем потомки человека по имени Карсыбай усвоили русское окончание -ев, и фамилия закрепилась в той форме, в которой мы знаем её сегодня.