Фамилия Когамбаев — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает все остальные версии. Корень «Когамбай» (или «Кугамбай») — это составное казахское мужское имя. Первая часть, «когам» (көгам), в тюркских языках означает «осока», «тростник», а в переносном смысле — «гибкий», «стройный», «упругий». Вторая часть, «бай», — традиционный компонент, означающий «богач», «хозяин», «господин». В доисламской и раннеисламской ономастике «бай» нередко прибавляли к именам как пожелание благополучия и статуса. Таким образом, Когамбай — это имя-пожелание: «богатый, как тростник», то есть гибкий, но крепкий и плодовитый.

Фамилия образована по русской модели патронимических фамилий на -ев. Когда в XIX — начале XX века казахи, входившие в состав Российской империи, получали фамилии, их часто записывали по отцу: Когамбай → сын Когамбая → Когамбаев. Суффикс -ев указывает на принадлежность к роду, что типично для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или на -й. Важно, что в русской канцелярской традиции конечный «-й» в имени (Когамбай) при добавлении суффикса перешёл в «-ев», а не в «-ов», как было бы от имени на твёрдый согласный.

Фамилия почти наверняка имеет казахское происхождение и встречается в основном среди казахов, а также в смешанных семьях на территории Казахстана, особенно в западных и центральных регионах. В русской среде она практически не фиксируется, что указывает на её локальный характер и относительно позднее оформление (не раньше второй половины XIX века). Никаких данных о дворянском происхождении или принадлежности к казачеству у Когамбаевых нет — это типичная «народная» фамилия, закрепившаяся в результате административного учёта. С точки зрения словообразования, это один из примеров того, как тюркское личное имя превратилось в русскую по форме, но казахскую по сути фамилию.