Фамилия Кауламбаева — редкий пример, в котором почти не осталось следов славянской модели образования. Она не заканчивается на -ов, -ев или -ин, а значит, перед нами не типичная русская фамилия, а скорее тюркская по происхождению, русифицированная через окончание -а, характерное для женского варианта. Мужская форма этой фамилии — Кауламбаев.

В основе лежит личное имя Кауламбай. Оно составное: первая часть «Каулам» восходит к арабскому «калам» — «речь, слово» (в исламской традиции «калам» также обозначает богословие), либо к тюркскому «каул» — «обещание, слово». Вторая часть «бай» — распространённый тюркский титул, означающий «богатый, господин, хозяин». Таким образом, имя Кауламбай можно перевести как «богатый словом», «владеющий речью» или «хозяин обещания». В любом случае, прозвище указывало на человека, чьё слово имело вес, — возможно, на красноречивого оратора, старейшину или человека, державшего данное обещание.

Фамилии на -баев (от «бай») широко распространены у казахов, киргизов, татар, башкир и других тюркских народов. Судя по структуре, Кауламбаева — типичная казахская или киргизская фамилия, которая в советское время получила стандартное русское окончание -а для женского рода. Географически наибольшая вероятность встретить носителей этой фамилии в Казахстане, особенно в южных регионах, где сильны традиции именования с компонентом «бай».

В отличие от русских фамилий, образованных от прозвищ или профессий, Кауламбаева напрямую указывает на личное имя предка. Это имя не было случайным: в тюркской среде его давали с пожеланием, чтобы мальчик вырос человеком слова, уважаемым и состоятельным. Со временем имя закрепилось за родом, и потомки стали называться Кауламбаевыми — то есть «принадлежащие к роду Кауламбая».