Фамилия Мербаева образована от мужского имени Мербай, которое распространено у тюркских народов, в первую очередь у казахов, башкир, татар и киргизов. Имя Мербай — сложное: первая часть «мер» восходит к арабскому «амир» (повелитель, князь) или к персидскому «мир» (эмир, господин), а вторая часть «бай» — тюркское слово, означающее «богач, хозяин, господин». Таким образом, имя Мербай можно перевести как «господин-богач» или «князь-хозяин». В дореволюционной Средней Азии и Казахстане такие составные имена с компонентом «бай» давали мальчикам, желая им богатства и высокого положения.

По своей словообразовательной модели фамилия Мербаева — типичная русская фамилия на -а, образованная от отчества. Когда в XIX–XX веках у народов Российской империи стали фиксировать фамилии, к имени отца (Мербай) добавили русский суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного) и окончание -а, указывающее на женский род. Изначально Мербаева — это «дочь Мербая» или жена человека по фамилии Мербаев. В русской традиции такие фамилии не склоняются по родам в женском варианте, а мужской вариант — Мербаев.

Интересная особенность фамилии — её редкая географическая привязка. В отличие от массовых фамилий вроде Ахметов или Ибрагимов, Мербаева встречается преимущественно в южных регионах Казахстана и среди башкир Челябинской области. Это говорит о том, что фамилия могла возникнуть в локальной родовой группе, где имя Мербай было популярно, но не стало повсеместным. В словарях тюркских ономастов (например, в работах Т. Жанузакова по казахским именам) имя Мербай фиксируется как один из вариантов имени Мирбай, что подтверждает его арабо-персидские корни.

Социальный контекст: предки носительницы фамилии, скорее всего, были скотоводами или земледельцами, жившими в ауле. Компонент «бай» в имени указывает на то, что род мог быть зажиточным, но не обязательно знатным — в тюркской среде «баем» называли любого состоятельного хозяина, а не только аристократа. В советское время фамилия сохранилась, хотя многие носители могли русифицировать её до Мербаевых. Сегодня Мербаева — нечастая фамилия, и её обладательницы могут проследить свои корни до конкретного предка по имени Мербай, жившего, вероятно, в конце XVIII — начале XIX века.