Фамилия Кедельбаев — яркий пример тюркской модели образования фамилий, которая закрепилась у многих народов бывшей Российской империи. Её основа — составное мужское имя Кедельбай, где «бай» означает «богач», «хозяин», «господин». Вторая часть, «Кедель», вызывает вопросы. Это не самое распространённое имя, и его значение можно трактовать по-разному.

Наиболее вероятная версия связывает «Кедель» с казахским или киргизским словом «кедел» — «хлопоты», «забота», «суета». Тогда имя Кедельбай могло означать «хлопотливый богач» или «заботливый хозяин», то есть человека, который много хлопочет по хозяйству или о своих близких. Это не прозвище с отрицательным оттенком, а скорее бытовая характеристика, указывающая на деятельного человека. Менее правдоподобная, но возможная версия — искажение от арабского имени Кадиль («справедливый»), но в тюркской среде оно обычно принимает форму Кадильбай, а не Кедельбай.

Фамилия образована по стандартной для народов Средней Азии и Казахстана модели: к имени Кедельбай добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Это произошло в XIX — начале XX века, при массовой фиксации фамилий в документах Российской империи. Таким образом, Кедельбаев буквально означает «сын Кедельбая».

Географически фамилия тяготеет к южным регионам Казахстана и северу Кыргызстана, реже встречается у башкир и татар. Сословной принадлежности у такой фамилии, скорее всего, не было: её носителями могли быть и скотоводы, и земледельцы, и ремесленники. В отличие от русских дворянских фамилий, тюркские фамилии на -баев редко указывают на аристократическое происхождение, чаще — на род занятий или личное качество предка.