Фамилия Косымбекова — женская форма мужской фамилии Косымбеков, которая образована по тюркской модели сложения двух основ. Первая часть — «Косым» (вариант имени Касым или Косай), вторая — «бек», что в тюркских языках означает «господин», «князь», «предводитель». Таким образом, в основе фамилии лежит составное имя Косымбек, которое можно перевести как «господин Косым» или «бек из рода Касыма». Имя Касым (арабского происхождения, от «касим» — «разделяющий», «распределяющий») широко распространено у тюркских народов, особенно у казахов, киргизов, узбеков и татар.

Суффикс «-ов» (в женском варианте «-ова») указывает на тип фамилий, характерный для народов, испытавших влияние русской административной системы в XIX–XX веках. В казахской и других тюркских средах такие фамилии часто закреплялись при переписях населения или паспортизации, когда к тюркскому имени добавляли русский патронимический суффикс. Поэтому Косымбековы — это, скорее всего, потомки человека по имени Косымбек, который жил, вероятно, в Центральной Азии или в прилегающих регионах России (Оренбуржье, Астраханская область, Алтай).

Географически фамилия редкая и встречается преимущественно в Казахстане, а также среди казахской диаспоры в России. Она не имеет отношения к славянским корням: здесь нет ни «косы», ни «косого» — это чисто тюркское имя, переосмысленное через русскую фамильную форму. В отличие от многих фамилий на «-ов», где основа — прозвище или профессия, Косымбекова восходит к личному имени, что типично для знатных или уважаемых родов: компонент «бек» в имени указывает на возможную принадлежность предков к военной или родовой аристократии.

В написании фамилии встречается вариант с буквой «ы» после «К» — Косымбекова, что отражает казахское произношение (в русской передаче иногда пишут Касымбекова). Однако форма с «о» (Косым) — не ошибка, а диалектная или историческая особенность: в некоторых тюркских говорах звук «а» переходит в «о» под влиянием соседних согласных. Таким образом, фамилия звучит как «Косымбекова» — и это её устоявшийся русскоязычный вариант.