Фамилия Кайрамбаева — яркий пример того, как русская модель фамилии на -а/-я наложилась на тюркское родовое имя. Её основа — мужское имя Кайрамбай, которое состоит из двух частей: «кайрам» и «бай». Первая часть восходит к тюркскому слову «кайрам» (иногда «кайран»), которое в разных диалектах означает «дорогой», «милый» или «жалостливый» (сравните с казахским «қайран» — «бедняга», «сожалею»). Вторая часть — «бай» — в тюркских языках традиционно означала «богач», «хозяин», «господин» и входила в состав многих имён как знак пожелания достатка и уважения.

Таким образом, имя Кайрамбай можно перевести как «дорогой богач» или «милый господин». Это типичное для тюркских народов составное имя-пожелание. Суффикс -ева указывает на принадлежность: Кайрамбаева — это «дочь или жена Кайрамбая». В русской традиции фамилии на -ова/-ева образовывались от отчества или прозвища отца, поэтому первоначально Кайрамбаевыми называли потомков человека по имени Кайрамбай.

Географически фамилия тяготеет к регионам Средней Азии и Южного Урала, особенно к Казахстану и Башкортостану. Среди башкир и казахов имя Кайрамбай встречается как личное, хотя и не самое распространённое. Важная деталь: в некоторых тюркских языках «кайрам» имеет и другой оттенок — «созданный», «сотворённый», что делает возможной трактовку имени как «сотворённый господином» (то есть данный Богом). Однако первая версия — «дорогой, жалости достойный» — более употребительна в народной этимологии.

Фамилия не относится к числу древних дворянских: она возникла в среде простых крестьян и скотоводов, когда в XIX–XX веках у тюркских народов начали массово фиксировать фамилии по отцовскому имени. Кайрамбаевы — это потомки человека, которого в роду называли ласково и уважительно, с оттенком сожаления или нежности. В написании встречается вариант с двумя «а» в конце (Кайрамбаева) — это стандартная русская форма для женского рода; мужской вариант — Кайрамбаев.