Фамилия Онербаев — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение ведёт не к славянским корням, а к тюркским языкам. Основа фамилии — личное имя Онербай, которое состоит из двух частей: «онер» (в тюркских языках — «способность», «умение», «мастерство») и «бай» (титул «господин», «богатый», «хозяин»). Таким образом, имя Онербай можно перевести как «мастер-хозяин» или «обладающий умением господин». Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основам, оканчивающимся на согласный или -й: Онербай → Онербаев. Это типичный способ русификации тюркских фамилий в XIX–XX веках, когда к родовому имени добавляли русский патронимический суффикс, чтобы вписать фамилию в официальную имперскую документацию.

Географически фамилия тяготеет к регионам с тюркским населением: Казахстан, Башкортостан, Татарстан, а также к южным областям России, где исторически жили казахи и татары. Из-за редкости фамилия почти не встречается в центральной России. Интересно, что в русском языке фамилия сохранила ударение на последнем слоге — Онерба́ев, что свойственно многим заимствованным фамилиям, где ударение остаётся на месте ударения исходного имени.

В отличие от фамилий, образованных от ремёсел или прозвищ (например, Кузнецов или Смирнов), Онербаев — это чисто патронимическая фамилия, указывающая на прямого предка по имени. Никакой альтернативной славянской версии у неё нет: попытки вывести её из русского «он» или «ер» несостоятельны, так как морфология фамилии явно указывает на тюркский источник.

Сословная принадлежность первых носителей фамилии могла быть разной: от зажиточных степняков до простых скотоводов, поскольку имя Онербай не было исключительно аристократическим, но указывало на уважаемого человека. В советское время фамилия не подвергалась переделке, так как её звучание не резало слух и легко вписывалось в русскую грамматику.