Фамилия Нарынбаев — яркий пример фамилии, образованной по тюркской модели с использованием арабского компонента. Её основа восходит к мужскому имени Нарынбай, которое сложено из двух частей. Первая часть — «нарын» — имеет несколько значений. В тюркских языках это слово может означать «тонкий», «стройный», а также относиться к названию реки Нарын в Киргизии, одной из главных водных артерий региона. Вторая часть — «бай» — в переводе с тюркского означает «господин», «богач», «хозяин». В дореволюционной Средней Азии этот элемент был распространённым титулом или почётным добавлением к имени, указывавшим на состоятельность и уважение в обществе.

Таким образом, имя Нарынбай могло означать «стройный господин» или, что более вероятно, «нарынский бай» — то есть человек, происходящий с берегов реки Нарын или владеющий землями в той местности. Фамилия образована по стандартной для многих тюркских народов модели: к имени добавляется русский патронимический суффикс «-ев», который в XIX–XX веках активно использовался при русификации фамилий в Казахстане, Киргизии и других регионах Российской империи. Суффикс указывает на принадлежность: «Нарынбаев» буквально значит «сын Нарынбая».

Географически фамилия Нарынбаев наиболее распространена среди казахов и киргизов. Встречается она и у башкир, татар, но значительно реже. В советское время, когда происходила массовая фиксация фамилий, многие носители патронимов на «-бай» получили окончание «-ев» или «-ов», что закрепило форму Нарынбаев. Интересно, что в самой Киргизии, где река Нарын — важный топоним, фамилия может указывать на родовые корни именно из Нарынской области. В отличие от многих фамилий, где корень тёмен или спорен, здесь связь с географическим названием прослеживается довольно прямо, что делает этимологию прозрачной и правдоподобной.