Фамилия Наматбаев — тюркская по происхождению, и это сразу видно по её составу. В основе лежит имя Наматбай, которое в свою очередь сложено из двух частей: «намат» и «бай». Первая часть восходит к арабскому слову «намат» (نمط) — «образец», «пример», «вид», «качество». В персидском и тюркских языках это слово закрепилось в значении «достоинство», «свойство», «характер». Вторая часть — «бай» — классический тюркский титул, означающий «богатый», «господин», «владелец». В составе личных имён он указывал на пожелание богатства, статуса или уважения. Таким образом, имя Наматбай можно перевести как «обладающий достойными качествами» или «господин образцовых свойств».

Фамилия образована по самой распространённой в тюркских языках модели: к личному имени добавляется русский патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягких и шипящих основ). В советское время, при массовой паспортизации населения Средней Азии и Казахстана, многие имена были русифицированы именно таким образом. Фамилия Наматбаев буквально означает «сын Наматбая» или «потомок Наматбая».

Географически фамилия тяготеет к узбекской и казахской среде. Встречается она нечасто, что говорит о её локальном, возможно, родовом характере. В отличие от фамилий на -ов от имён вроде Ахмет или Ибрагим, которые есть у многих народов, Наматбаев сохраняет более редкую основу. Сравните с однокоренными фамилиями Наматов (от имени Намат без «бай») или Наматбаевы — все они указывают на одного предка, носившего имя с корнем «намат», что в тюркской ономастике встречается нечасто.

Интересно, что слово «намат» в некоторых тюркских диалектах также могло означать «ковёр» или «войлок» — предмет быта, но для личного имени такое значение маловероятно: имена, образованные от названий предметов, в исламизированной среде не были приняты. Поэтому версия с арабским «образцом» и «качеством» остаётся основной. Предки носителя фамилии, скорее всего, были оседлыми земледельцами или скотоводами, а само имя дали ребёнку с пожеланием стать человеком с хорошей репутацией и достатком.