Фамилия Кельмамбетова — яркий пример тюркской антропонимии, попавшей в русский обиход через суффикс -ов. Основа здесь — мужское имя Кельмамбет. Само имя составное, что типично для доисламской и раннеисламской традиции у народов Средней Азии, Казахстана, Башкирии и татар. Первая часть, «Кельма», восходит к глаголу со значением «приходи» или «явись» (повелительное наклонение). Вторая часть — «Амбет» (вариант имени Ахмет или Мухаммед). В итоге имя-пожелание: «Пусть придет (явится) Ахмет» или «Пришедший Ахмет». Так называли долгожданного или позднего ребенка, которого вымолили у высших сил.

Словообразовательная модель проста: к основе Кельмамбет добавили русский патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — Кельмамбетов). Окончание -а — женский вариант фамилии. В тюркских языках такого родового окончания нет, поэтому Кельмамбетова — это уже полностью русифицированная форма, которая фиксирует фамилию по отцу, а не по мужу. Если бы фамилия осталась в исконном виде, она звучала бы как Кельмамбет (без окончания) для мужчин и женщин.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где сильно влияние казахского, каракалпакского или ногайского языков. Встречается в Оренбургской, Астраханской областях России, а также в западном Казахстане. Редкость фамилии объясняется тем, что имя Кельмамбет не вошло в массовый обиход, оставаясь скорее диалектным или локальным вариантом. В отличие от распространенных «Ахметов» или «Кельмухаметов», вариант с «Кельма» сохранился только в отдельных родах.

Социальный контекст: предки носительницы фамилии, скорее всего, были скотоводами или земледельцами, жившими в аулах. Фамилия не дворянская и не купеческая — она из крестьянской или казачьей среды, где имя давали по обычаю, без оглядки на арабскую книжную норму. Единственная деталь, которая выделяет эту фамилию среди десятков похожих: она сохранила архаичную глагольную форму «кельма» (приходи), которая в современном казахском языке уже вытеснена формой «кел». То есть фамилия — лингвистический снимок речи позапрошлого века.