Фамилия Рымбаев — почти наверняка тюркская по происхождению, и её разбор стоит начать с корня. Основа «Рымбай» распадается на две части: «рым» и «бай». В казахском и других тюркских языках «бай» — это «богач», «господин», «хозяин», очень распространённый компонент в именах и фамилиях. Первая часть, «рым», сложнее. Есть несколько версий. Самая прямая: «рым» — это искажённое «Рим», то есть имя Рымбай могло означать «римский богач» или «богач, подобный римлянину». Такие географические или этнические прозвища в именах встречаются (сравните с казахскими именами Ногайбай, Кытайбай). Вторая, более правдоподобная версия: «рым» восходит к арабскому слову «рахим» — «милостивый». Тогда Рымбай — это «милостивый богач» или «богатый милостью». Третье, менее вероятное: «рым» могло быть диалектным вариантом слова «рым» в значении «яма», «углубление», но для личного имени это нетипично.

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилии. В XIX–XX веках, когда у многих народов Российской империи оформлялись фамилии, к тюркским именам добавляли русские патронимические суффиксы. Рымбаев — буквально «сын Рымбая» или «из рода Рымбая». Форма на «-ев» (а не «-ов») появилась из-за мягкого окончания основы на «й»: «Рымбай» → «Рымбаев».

Географически фамилия тяготеет к Казахстану и южным регионам России, где исторически жили казахи. Встречается и у других тюркских народов, но реже. Сословно предки Рымбаевых — скорее всего, скотоводы или земледельцы, получившие фамилию по имени основателя рода. Дворянских корней у фамилии нет: она типична для крестьян и казахов-кочевников, чьи фамилии фиксировали при переписях и выдаче паспортов уже в советское время.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Рымбаев, Рымбаков, Рымбай — показывает, что вариативность связана с разной русификацией: где-то прибавили суффикс «-ов», где-то оставили без изменений. Сама фамилия не слишком распространена, что делает её ценной для носителей: она относительно редка и хорошо сохраняет исходное имя-прозвище, не размываясь в массе Ивановых и Петровых.