Фамилия Кошимбаева образована по самой распространённой в русском языке модели — с помощью суффикса -ев, который присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или гласный. В данном случае основа — Кошимбай. Это типичная тюркская составная фамилия, где вторая часть — «бай» (в старой орфографии «бай» — богатый, господин, хозяин) — указывала на достаток или социальное положение родоначальника. Первая часть, «Кошим», восходит к тюркскому имени или прозвищу, которое может означать «спутник», «товарищ» или «попутчик». Таким образом, имя Кошимбай переводится как «богатый спутник» или «состоятельный товарищ» — имя-пожелание, чтобы человек был удачлив в пути и имел верных друзей.

Антропонимическая модель «имя + бай» была широко распространена у казахов, татар, башкир и других тюркских народов. Фамилия Кошимбаева — женская форма, мужской вариант — Кошимбаев. Встречается она преимущественно в Казахстане, особенно в южных и западных регионах, а также среди казахов, проживающих в России. Изначально фамилия закреплялась за потомками человека по имени Кошимбай, без указания на конкретное ремесло или сословие — это родовое имя, а не прозвище по профессии.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, например, с Кушимбаевым (где «Кушим» — «усиление», «добавление»), то Кошимбаев отличается именно значением «спутник». В словарях тюркских имен «Кошим» нередко трактуется как «помощник» или «тот, кто идет рядом», что делает фамилию не просто указанием на богатство, а на ценность дружеских связей. Встречаются и варианты написания через «Кушимбаев», но они обычно связаны с диалектными особенностями произношения.