Фамилия Сармамбетова — редкая, и её разговор сразу уходит в степь, к тюркским корням и сложной модели образования. Основа здесь — составное мужское имя Сармамбет, которое и дало фамилию через типичный для русского языка суффикс -ов, адаптированный в женском роде как -а. В основе лежат два тюркских компонента: «сар» и «амбет». «Сар» (или «сары») в тюркских языках означает «жёлтый», но в переносном смысле — «белокурый», «светлый», «благородный» или даже «ложный» в зависимости от диалекта. Второй компонент, «амбет», — это фонетический вариант арабского имени Ахмет или Мухаммед, которое через тюркское посредничество превратилось в распространённое Амбет. Имя Сармамбет, таким образом, можно истолковать как «светлый (или благородный) Ахмет» либо «жёлтый Ахмет» — прозвище по цвету волос или кожи.

Словообразовательная модель проста: к основе Сармамбет прибавили русский патронимический суффикс -ов, что указывает на принадлежность к роду Сармамбета. Такая схема типична для фамилий, которые закрепились у народов Поволжья, Приуралья и Средней Азии, входивших в состав Российской империи, — у башкир, татар, казахов или ногайцев. Фамилия женская по форме, но её мужской вариант, Сармамбетов, встречается чаще, хотя оба остаются очень редкими. Географически фамилия тяготеет к регионам с сильным тюркским населением: можно предполагать её бытование в Башкортостане, Оренбургской области или Казахстане, где составные имена с компонентом «сар» не редкость.

Спорных версий здесь немного. Иногда «сар» ошибочно возводят к персидскому «сар» (голова, глава), но для фамилии, распространённой у кочевых народов, тюркское происхождение убедительнее. В ономастике нет единого словаря, который бы зафиксировал именно Сармамбетова, но аналогичные конструкции — Сарбаев, Сарманов — хорошо описаны в работах Никонова и Унбегауна как типичные для тюрко-русского пограничья. Носители этой фамилии, скорее всего, потомки скотоводов или воинов, где имя-прозвище давали по внешности или характеру. Никаких громких исторических личностей с такой фамилией не известно, что только подчёркивает её локальный, семейный характер.