Фамилия Сармамбетов — один из характерных примеров тюркского именослова, перешедшего в русскую фамильную форму. Её основа — составное личное имя Сармамбет, которое состоит из двух частей: «сар» (сарт, сары) и «мамбет». Первый элемент может восходить к тюркскому «сары» — «жёлтый», «светлый», «рыжий», либо к этнониму «сарт» (так в Средней Азии называли оседлое население, часто противопоставлявшееся кочевникам). Второй элемент — искажённое Мамбет, народная форма имени Мухаммед (Мухаммад), широко распространённая у казахов, киргизов, ногайцев и других тюркских народов.

Модель образования фамилии проста: к имени Сармамбет добавлен русский патронимический суффикс -ов, который в XIX–XX веках массово присоединяли к тюркским именам при оформлении официальных документов в Российской империи. Таким образом, Сармамбетов — это «сын Сармамбета». Важно, что в самой тюркской среде фамилии с -ов не было: человек оставался просто Сармамбетом или Сармамбет-улы (сын Сармамбета), а русская концовка — результат канцелярской унификации.

Географически фамилия Сармамбетов тяготеет к регионам, где компактно проживают казахи и киргизы: Западный Казахстан, Оренбургская и Астраханская области России, а также северные районы Киргизии. Встречается она нечасто, что указывает на довольно узкое распространение исходного имени. Среди носителей фамилии преобладают люди, чьи предки занимались скотоводством или земледелием в степной зоне — социальный статус, типичный для рядовых кочевников или полукочевников, не принадлежавших к знати.

Любопытно, что имя Сармамбет могло быть не просто родовым, а прозвищным: «сар» (светлый, рыжий) в сочетании с «мамбет» давало значение «светлый (или рыжий) Мухаммед». В условиях, когда имена часто давали по внешним признакам, это могло отличать конкретного человека от других носителей того же религиозного имени. Альтернативная, менее вероятная версия возводит «сар» к персидскому «сар» — «голова», «главный», но для тюркской ономастики это нетипично.

В современных записях фамилия встречается в формах Сармамбетов и Сармамбетова (женский вариант). Устойчивого написания с двойной буквой или иными искажениями нет — это редкий случай, когда имя не подверглось сильной русификации и сохранило исходное звучание.