Фамилия Касамбаев — один из тех случаев, когда корень слова спорит с суффиксом, указывая на разное происхождение. На первый взгляд перед нами типичная тюркская фамилия с арабским или персидским следом, но её окончание «-ев» выдаёт русскую адаптацию, произошедшую уже на территории Российской империи.

Основа «Касамбай» (или «Касембай») распадается на две части. Первая — «Касам» или «Касем». Это имя восходит к арабскому «Касим» (قاسم), что значит «распределяющий», «делящий». В исламской традиции это одно из имён пророка Мухаммеда (так звали его сына). Вторая часть — «бай» — тюркский титул, обозначающий богатого, знатного человека, хозяина. В сочетании «Касамбай» буквально означает «богатый Касим» или «господин Касим». Такие двусоставные имена были распространены у народов Средней Азии, татар и башкир: к имени добавляли социальный маркер для усиления.

Фамилия образована по русской модели: к основе «Касамбай» добавили суффикс принадлежности «-ев» (фонетический вариант «-ов» после мягкого согласного). Так в документах фиксировали детей и потомков человека по имени Касамбай. То есть Касамбаев — это «сын Касамбая». Суффикс указывает, что фамилия оформилась уже после вхождения региона в состав России, когда местное население начало получать фамилии по отцу.

Географически фамилия тяготеет к Казахстану, Киргизии и югу Урала. Встречается она и у башкир, и у татар. Интересная деталь: в некоторых тюркских языках слово «касам» могло означать не только имя, но и «клятву» или «присягу». Поэтому существует версия, что прозвище Касамбай могли дать человеку, известному своей честностью или, наоборот, склонному к спорам и клятвам. Однако эта гипотеза менее вероятна: имя Касим (в разных произносительных вариантах) было настолько популярно, что именно личное имя — самый надёжный источник фамилии.

Сословно носители фамилии в XIX — начале XX века относились к крестьянам или казахам-скотоводам. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В советское время фамилия не потерялась, но встречается редко — это не массовая, а довольно локальная фамилия, привязанная к конкретным родам и аулам.