Фамилия Рахметбаева — женская форма, образованная от мужской Рахметбаев. Её основа — сложное тюркское имя Рахметбай, которое состоит из двух корней: арабского «рахмет» (милость, сострадание, благодать — одно из имён Аллаха) и тюркского «бай» (богатый, господин, хозяин). В буквальном переводе имя означает «богатый милостью» или «обладатель благодати». Такие составные имена с компонентом «бай» были типичны для тюркских народов: они выражали пожелание достатка, покровительства или религиозной добродетели.

Фамилия образована по стандартной русской патронимической модели: к основе имени Рахметбай прибавлен русский суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Окончание -а указывает на женский род. Это значит, что предок-основатель фамилии по мужской линии носил имя Рахметбай. Такие фамилии массово закреплялись в XIX — начале XX века, когда у башкир, татар и казахов, исповедующих ислам, при переписях и паспортизации фиксировали имя отца как фамилию.

Географически фамилия Рахметбаева наиболее характерна для Башкортостана, Татарстана и Оренбургской области. Встречается она и у казахов, но реже: в казахской ономастике имя Рахметбай тоже известно, однако фамилии у казахов чаще оформляются без русского суффикса (просто Рахметбай). Поэтому русская модель -ев указывает на то, что носители фамилии — скорее всего, потомки башкир или татар, чьи предки получили фамилию в период Российской империи.

Интересная деталь: в отличие от более частых татарских фамилий на -ов (например, Рахметов), вариант Рахметбаев сохраняет в основе имя целиком, не отсекая второй корень. Это говорит о том, что имя Рахметбай не было сокращённым или прозвищным — оно воспринималось как полное, официальное. Сословно предки Рахметбаевых могли быть как крестьянами, так и торговцами или духовными лицами: имя с корнем «рахмет» часто давали в среде мулл и верующих. Но точных сведений о социальном статусе конкретного рода без генеалогического изыскания нет.