Фамилия Нумагамбетова — женская форма, а мужской вариант — Нумагамбетов. Это тюркская фамилия, образованная по русской модели притяжательного суффикса -ов/-ев, который в казахской и других среднеазиатских средах приращивается к арабским или местным именам. Основа здесь — сложное имя Нумагамбет, которое распадается на две части: «Нуман» и «Агамбет».

Первая часть, Нуман, восходит к арабскому имени Ну‘ман (نعمان) — оно означает «кровь», «жизненная сила» или, по другой версии, «благоденствие», «процветание». В арабской традиции это имя носил один из сподвижников пророка Мухаммеда, а также знаменитый арабский грамматик. Вторая часть, Агамбет, — это тюркская форма имени Ахмет или Мухаммед (от арабского «Ахмад» — «достохвальный»), с типичным для казахского языка чередованием: «Ахмет» → «Агамбет». Получается, что Нумагамбет — это двуосновное имя: «Нуман» + «Агамбет», то есть «Нуман, сын Агамбета» или «Нуман-Мухаммед». Такой тип сложения (два имени в одно) характерен для казахской антропонимии, где нередко соединяли имена отца и сына или два благопожелательных имени.

Географически фамилия Нумагамбетова почти наверняка привязана к Казахстану, реже — к соседним регионам (Оренбургская область России, Каракалпакстан в Узбекистане). Встречается она в основном среди казахов, где имя Нумагамбет до сих пор бытует как личное, хоть и не самое частое. Фамилия не относится к числу массовых — это скорее редкая, локальная, характерная для определённых родов или аулов.

Словообразовательная модель проста: к основе Нумагамбет добавили русский суффикс -ов (в женском варианте -ова), что сделало фамилию привычной для документов и паспортов в Российской империи и СССР. Ударение, скорее всего, падает на предпоследний слог: Нумагамбе́това, но в устной речи возможны колебания. Исторически предки носительницы этой фамилии были, вероятно, скотоводами или земледельцами, а само имя давалось с надеждой на здоровье и благополучие ребёнка — через арабский корень «Нуман» и тюркское переосмысление имени пророка.