Фамилия Космагамбетовы строится по классической для русской ономастики модели: к основе, которой стало личное имя, добавили русский патронимический суффикс -ов. Получается, что фамилия буквально означает «потомок Космагамбета». Само имя Космагамбет — составное, и вот тут скрыта основная смысловая нагрузка. Первая часть, «Кос», восходит к тюркскому слову «косе» — «безбородый». В тюркской среде это прозвание давали либо очень молодому, ещё не бреющемуся человеку, либо тому, у кого борода не росла вовсе. В любом случае, это указание на внешность или возраст, а не на характер. Вторая часть, «Магамбет», — это казахская форма имени пророка Мухаммеда. Арабское «Мухаммед» переводится как «прославляемый», «восхваляемый». Соединившись, две части дали имя, которое можно истолковать как «юный (безбородый) Мухаммед» или «Мухаммед-безбородый».

Фамилия прочно привязана к западному Казахстану. В Памятных книгах областей встречаются конкретные носители. Например, в Книге памяти Актюбинской области записан Космагамбетов Жумагали из колхоза «Жантыл» Иргизского района. В Атырауской области упоминается Космагамбетов Ибрай (р. 1988) из Жилокосинского района. В Мангистауской области — Космагамбетов Сарсенгалий (р. 1903) из Мангистауского района бывшей Гурьевской области. Эти записи показывают ареал бытования фамилии: Актюбинская, Атырауская и Мангистауская области — то есть территория между Уралом и Каспием.

Словообразовательный момент здесь необычен. Фамилия звучит по-русски (суффикс -ов), но основа — чисто тюркско-арабская. Это говорит о том, что предки носителей фамилии в какой-то момент попали в орбиту русского делопроизводства, скорее всего, во второй половине XIX — начале XX века, когда шёл массовый учёт населения. До этого имени Космагамбет хватало для идентификации человека внутри аула или рода. Приписка «-ов» закрепила его как фамилию для документов.

Сам по себе двухосновный антропоним — распространённая практика в казахской ономастике. Первая часть часто несёт бытовую, описательную характеристику, а вторая — сакральное или уважаемое имя. В данном случае «безбородый» не несёт негативного оттенка, это скорее уточнение, чтобы отличить этого конкретного Магамбета от других. Фамилия Космагамбетов — памятник не столько исламской культуры в целом, сколько конкретного регионального уклада, где арабское имя прижилось в казахской фонетике и получило бытовое прозвище, а затем — русское фамильное оформление.