Фамилия Хамрабаева — редкий для России случай тюркской фамилии, образованной по арабской модели. Её основа — мужское имя Хамрабай, которое на тюркских языках (узбекском, каракалпакском, казахском) означает «щедрый, богатый господин» или «друг Хамры». Первая часть, Хамра, восходит к арабскому «хамр» — вино, но в ономастике Средней Азии это имя чаще связывают с понятием «друг, товарищ» (от арабского «хамир»). Вторая часть, бай, — тюркский титул «богач, хозяин, господин», который входил в состав многих имён (например, Турсунбай, Садыкбай).

Фамилию образовали не по славянскому суффиксальному принципу, а по восточной модели: к имени Хамрабай прибавили русский фамильный суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). Окончание -а указывает на женскую форму, то есть Хамрабаева — это «дочь или жена Хамрабая». В паспортной системе СССР такие фамилии закрепились в 1930–1940-е годы, когда в Средней Азии массово вводили русские окончания для фамилий.

Носители фамилии живут в основном в Узбекистане, Таджикистане и на юге Кыргызстана. В России Хамрабаевы встречаются редко, чаще в мигрантской среде или среди потомков узбекской диаспоры. Сословного деления у этой фамилии не было: её могли получить и дехкане, и торговцы, и ремесленники — бай в имени указывал на пожелание богатства, а не на реальный статус.

Родственные фамилии по той же модели — Хамраев, Хамракулов (где кул — «раб божий»), Хамраходжаев. Если сравнивать с русскими фамилиями, то аналог по смыслу — Богатов или Богатырёв, но с оговоркой: восточное имя-пожелание не описывало человека, а задавало ему судьбу.