Фамилия Матыбаева образована от мужского имени Матыбай, которое, в свою очередь, составное и тюркское. Первая часть, «маты», восходит к арабскому «мата» — «польза, выгода» или к тюркскому «маты» — «крепкий, плотный». Вторая часть, «бай» — распространенный у тюркских народов титул, означающий «богатый, господин, хозяин». Таким образом, имя Матыбай можно расшифровать как «полезный (или крепкий) богач» или «богатый пользой». Изначально такие имена давали с пожеланием благополучия и состоятельности.

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилий от тюркских основ. В данном случае это притяжательный суффикс, отвечающий на вопрос «чей?». Фамилия Матыбаева — женская форма, ее мужской вариант — Матыбаев. Это типичная для казахской и других тюркских культур практика: к имени отца добавляли суффикс для обозначения принадлежности, а при переходе в русскую документацию фамилия закрепилась в такой форме.

Географически фамилия Матыбаева распространена в Казахстане и среди казахов, живущих в России (особенно в Оренбургской, Астраханской областях и Алтайском крае). Встречается она и у башкир, а также у народов Северного Кавказа (например, у ногайцев), где имя Матыбай также бытовало. Предки носителя фамилии, скорее всего, были скотоводами или земледельцами, а само имя указывало на уважаемого, зажиточного члена рода.

Сравните с однокоренными фамилиями: Матыбаев, Матыбай, Матыбайулы. Все они отталкиваются от одного имени, но различаются по способу оформления: русский суффикс «-ев» против казахского окончания «-улы» (сын) или просто имени без суффикса. Фамилия Матыбаева — одна из многих, где через русскую грамматику закрепилось тюркское личное имя, что делает ее характерным примером межкультурного взаимодействия в антропонимике.