Фамилия Озарбаев — редкий случай, когда основа не поддаётся однозначному толкованию в рамках славянской ономастики. В русских фамилиях суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?»), а корень «Озарб» явно нерусского происхождения. Это даёт ключ к географии: фамилия характерна для тюркоязычных регионов бывшего СССР, особенно для Казахстана и Башкортостана, а также встречается у татар и народов Северного Кавказа.

Самая вероятная версия — фамилия образована от личного имени Озарбай (варианты: Азарбай, Озарбек). Оно составное: первая часть «озар» (или «азар») восходит к тюркскому «азар» — «дерзкий», «отважный», либо к арабскому «азар» — «огонь», «пламя». Вторая часть «бай» — тюркское «богатый», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Озарбай могло означать «отважный богатырь» или «огненный господин». Суффикс -ев русифицировал тюркскую основу при оформлении фамилии в документах, что типично для XIX–XX веков.

Менее правдоподобна, но возможна связь с этнонимом «озарбы» — так в некоторых источниках называли одну из групп тюркских племён. Однако эта версия слабая: в научной литературе такой этноним не закреплён, и фамилия явно поздняя, патронимическая, а не родовая.

Особенность фамилии — её написание через «О» в начале. В тюркских языках имя чаще звучит как «Азарбай», и фамилия Азарбаев встречается чаще. Форма с «О» — либо результат диалектного произношения (огубление гласного в некоторых говорах), либо ошибка писаря при записи. Встречаются оба варианта в пределах одной семьи, что подтверждает случайность расхождения.

О сословии носителей сказать нечего: фамилия недворянская, распространена среди крестьян и казахов, перешедших к оседлости. Искать известных носителей в истории не стоит — фамилия малочисленная и не попала в справочники знаменитостей. Главное, что она сохранила след древнего имени с яркой семантикой — «огненный господин» или «дерзкий богач».