Фамилия Ондабаева — яркий пример того, как географическая привязка и тюркская языковая основа переплетаются в русской антропонимии. В отличие от большинства русских фамилий, образованных от крестильных имён или профессий, эта фамилия почти наверняка ведёт происхождение от конкретного топонима — названия местности или реки.

Основа «Ондабай» распадается на два компонента: «онда» и «бай». «Бай» — один из самых распространённых тюркских титулов, означающий «господин», «богач», «хозяин», часто входил в состав имён как пожелание богатства и статуса. Первая часть «онда» может восходить к казахскому «онда» (там, в том месте) или быть частью сложного имени, где «он» — число десять (символ полноты), а «да» — усилительная частица. Таким образом, Ондабай могло быть личным именем со значением «полноправный хозяин» или прозвищем, данным человеку, пришедшему из определённой местности.

Однако куда правдоподобнее версия, что фамилия образована не напрямую от имени, а от названия населённого пункта. В Казахстане и сопредельных регионах существует несколько топонимов с корнем «Онда» — например, урочище Ондабай. Фамилии на -ова/-ева, образованные от географических названий, характерны для русских переселенцев или для тех, кто получил фамилию по месту жительства. В таком случае предок носителя фамилии был выходцем из местности Ондабай, и его прозвали «Ондабаев» — то есть «из Ондабая».

Суффикс -ев (а не -ов) указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или «й» (Ондабай → Ондабаев). Это типичная русская модель патронимической фамилии, но применённая к нерусской основе. Фамилия Ондабаева — женская форма; мужская — Ондабаев.

С точки зрения социального происхождения, носители этой фамилии, скорее всего, были выходцами из казачьих или крестьянских семей южнорусских и сибирских губерний, где активно смешивались славянские и тюркские элементы. Встречается фамилия преимущественно в Казахстане, Оренбургской области и других регионах с исторически сильным тюркским влиянием. Никаких документальных свидетельств о дворянском происхождении этой фамилии не обнаружено, что типично для поздних фамилий, закрепившихся в XIX веке.