Фамилия Сарбайцев — редкий пример, где суффикс указывает на географию точнее, чем корень. Модель образования простая: основа «Сарбай» плюс патронимический суффикс «-ев», означающий «сын Сарбая». Но если бы фамилия была Сарбаев, вопросов бы не возникло. Лишний «ц» перед суффиксом — не опечатка, а маркер южнорусского или украинского происхождения. В русской ономастике суффикс «-цев» (и его вариант «-цов») характерен для фамилий, образованных от прозвищ или названий, оканчивающихся на «-ец»: Кузнецов, Стрельцов. Здесь же мы видим «Сарбайцев» — то есть исходное слово звучало как «Сарбаец». Такая форма встречается в документах XVII–XVIII веков на территориях современной Украины, Курской и Воронежской губерний, где тюркские имена адаптировались через местные говоры с добавлением «-ец» для обозначения человека по отцу или месту.

Корень «Сарбай» — тюркский, скорее всего, татарский или башкирский. Он составной: «сар» (жёлтый, белый, а в переносном смысле — знатный, почётный) и «бай» (богатый, хозяин, господин). Таким образом, Сарбай — это «знатный богач» или «белый господин». Имя было распространено у народов Поволжья и Приуралья, но носитель фамилии Сарбайцев, скорее всего, не был прямым потомком татарской знати. Судя по суффиксу и географии, предок Сарбайцевых — выходец из тюркской среды, который осел в русско-украинском пограничье. Там его прозвали Сарбаец (по отцу Сарбаю), а потом фамилия закрепилась в форме Сарбайцев.

Вторая, менее вероятная версия: фамилия могла возникнуть от прозвища «Сарбай» у русского человека, которого так окрестили за внешность или характер (смуглый, властный). Но тогда форма была бы Сарбаев, без «ц». Наличие «ц» говорит о том, что прозвище прошло через местную диалектную обработку. Встретить Сарбайцевых сегодня можно в основном в Воронежской, Ростовской областях и на востоке Украины — там, где в XVIII веке селили служилых татар и казаков. Сословно предки, вероятно, были однодворцами или казаками, а не крепостными крестьянами: фамилии на «-цев» в черноземной полосе часто носили государственные крестьяне, которые имели право на фамилию раньше помещичьих.