Фамилия Катбамбетов — редкий пример тюрко-персидского гибрида, который почти не встречается за пределами нескольких родовых ветвей. Её основа — составное имя Катбамбет, где первая часть «кат» (или «кады») восходит к арабскому «кади» — судья, духовное лицо, а вторая — «бамбет» — это народная форма имени Мамбет, то есть Мухаммед, в казахском и башкирском произношении. Таким образом, исходное имя могло означать «судья Мухаммед» или «Мухаммед-судья» — титул, который давали уважаемому знатоку шариата.

Суффикс -ов указывает на позднее оформление фамилии по русской модели, скорее всего, в XIX — начале XX века, когда тюркские имена начали адаптировать для документов Российской империи. Интересно, что вторая часть «бамбет» — это не просто фонетический вариант, а диалектная черта: в некоторых тюркских говорах звук «м» в начале имени Мамбет переходит в «б» под влиянием соседних согласных. Встречаются варианты написания Катбамбетов и Кадырбамбетов, но первый — самый устойчивый.

Географически фамилия привязана к южным регионам Казахстана и, возможно, к башкирским районам, где сохранились родоплеменные названия. Носители, скорее всего, потомки аульных старшин или мулл, которые вели записи родовых имён. В отличие от массовых фамилий вроде Ахметов или Ибрагимов, Катбамбетов не разошлась широко — это штучная фамилия, указывающая на конкретную линию, а не на всё племя.

О происхождении самого имени Катбамбет спорят: одни исследователи выводят его от «кат» (слой, ряд) — намёк на многочисленность потомков, но версия с «кади» звучит убедительнее, поскольку в мусульманской среде судейские прозвища были распространены. В любом случае, фамилия не уходит глубже XVIII века — до этого подобные составные имена не фиксировались в метриках.