Фамилия Орымбаева хранит память о личном имени дальнего предка, и расшифровка этого имени раскрывает, чего желали ребенку родители. Скорее всего, перед нами фонетический вариант фамилии Орынбаева, который закрепился в написании из-за особенностей произношения: конечный звук основы «н» перед губным «б» уподобился ему и перешел в «м». Такой переход — частое явление в тюркских языках, поэтому обе формы существуют как равноправные.

В основе фамилии лежит мужское имя Орынбай, которое сложилось из двух тюркских слов. Первая часть — «орын» — переводится как «место, положение». Вторая — «бай» — в старом быту означала богатого и уважаемого человека: земледельца, скотовода или торговца, хозяина, имеющего вес в общине. Соединяясь, эти смыслы давали имя-пожелание: родители, нарекая сына Орынбаем, хотели, чтобы он занял достойное место в жизни, стал сильным, честным и справедливым человеком, добился благополучия и счастья.

Фамилия образована по традиционной для тюркских народов модели: к имени отца добавляли окончание, указывающее на принадлежность роду. Так потомки человека по имени Орынбай (или Орымбай, в произносительном варианте) со временем получили фамилию Орымбаевы.

Фамилия встречается в исторических документах. В Книге памяти Алматинской области упомянут колхозник Орымбаев Адамбек, родившийся в 1900 году в Ежовском сельском совете Каратальского района. Эта запись показывает, что к началу XX века фамилия уже прочно бытовала в Семиречье, а ее носители были обычными тружениками — земледельцами и скотоводами, что косвенно подтверждает связь с именем, в котором заложено пожелание хозяйской состоятельности.