Фамилия Молдыбаева — женская форма фамилии Молдыбаев, и её происхождение напрямую связано с мужской основой. Чтобы понять корни, нужно разобрать мужской вариант. Молдыбаев — фамилия тюркского происхождения, скорее всего казахская или киргизская. В её основе лежит личное имя Молдыбай, которое состоит из двух частей: «молды» и «бай». «Молды» восходит к арабскому слову «мулла» (مُلَّا) — духовное лицо, знаток ислама, учитель. В тюркских языках это слово часто трансформировалось в «молда» или «молды». Вторая часть — «бай» — означает «богатый», «господин», «хозяин», в прошлом — титул состоятельного и уважаемого человека. Таким образом, имя Молдыбай буквально переводится как «богатый мулла» или «господин-мулла». Это составное имя давали мальчикам в семьях, где ценили образованность и религиозность, желая ребёнку одновременно и духовного авторитета, и материального достатка.

Фамилия образована по типичной для тюркских народов модели: к имени Молдыбай добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих). Так в XIX–XX веках, при взаимодействии с Российской империей и переходе к фиксированным фамилиям, из имени Молдыбай возникла фамилия Молдыбаев, а затем и женская форма Молдыбаева. Суффикс -ев здесь не несёт значения принадлежности в русском понимании, а служит грамматическим маркером фамилии.

Географически фамилия Молдыбаева распространена прежде всего в Казахстане и Киргизии, а также среди представителей этих народов в России. Предки носителей фамилии, скорее всего, были людьми, связанными с исламским образованием — муллами, учителями при мечетях, либо просто уважаемыми старейшинами, получившими имя Молдыбай как почётное прозвище. Встречается и вариант написания с буквой «ы» во втором слоге — Молдабаева, что связано с диалектными особенностями произношения в разных регионах. Фамилия не имеет отношения к русским дворянским родам или славянским прозвищам — она целиком принадлежит тюркской ономастике и отражает социальный статус предка, а не его профессию в современном понимании.