Фамилия Ломбаев — редкая и неоднозначная по происхождению. Сразу бросается в глаза её основа: «ломба» или «ломб-». В русском языке такого слова нет, а значит, корень почти наверняка заимствованный. Самый вероятный путь — тюркские языки, где «ломба» (или близкое «ламба») могло означать болотистое место, топь, сырую низину. В башкирском, татарском и казахском языках встречаются топонимы с этим корнем (например, река Ломбаевка в Оренбуржье). Тогда Ломбаев — это «выходец с болота» или человек, живший у сырого оврага.

Модель образования типична для восточно-русских и поволжских фамилий: тюркская основа + русский патронимический суффикс -ев. Окончание -ев, а не -ов, указывает, что основа заканчивалась на мягкий согласный или «й». Если исходное слово звучало как «Ломбай» (тюркское личное имя или прозвище), то Ломбаев — «сын Ломбая». В казахском и башкирском имя Ломбай (или Ламбай) встречается, хотя и редко; его могли дать ребёнку по названию местности или за медлительность (от «ламба» — «вялый, медлительный»).

Географически фамилия привязана к южному Уралу и Зауралью. По данным переписей, Ломбаевы компактно живут в Челябинской области (особенно в Нагайбакском районе), в Башкортостане и в Оренбуржье. Это зона расселения нагайбаков — крещёных татар, у которых фамилии часто образовывались от тюркских имён и прозвищ. Второй, менее вероятный вариант — что Ломбаев произошёл от финно-угорского корня (коми «ломба» — «черемуха»), но тогда фамилия должна была бы встречаться на севере, а она там почти не фиксируется.

Сословно предки Ломбаевых, скорее всего, были государственными крестьянами или казаками. В Оренбургском казачьем войске такие фамилии встречались — казаки нередко носили прозвища, данные по местности или внешности. Дворянских родов с этой фамилией в исторических документах нет.

Итог: Ломбаев — фамилия-топоним или фамилия-прозвище тюркского корня, закреплённая в среде поволжских и уральских народов. Её носитель — человек, чей предок либо жил у болота, либо носил имя Ломбай.