Фамилия Сарманбаев — яркий пример тюркского наследия в русском ономастиконе. Она образована по стандартной модели: к тюркскому имени или прозвищу Сарманбай добавлен русский патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Сарманбая). Собственно, фамилия означает «потомок Сарманбая».

Основа фамилии — составное имя Сарманбай. Первая часть, «сарман», скорее всего, восходит к тюркскому корню «сар» — «жёлтый», «белый» (в значении «светлый», «благородный») или к слову «сарман» — «радость», «веселье» в некоторых тюркских языках. Вторая часть, «бай», — это титул «господин», «богач», «хозяин», широко распространённый в именах народов Поволжья, Средней Азии и Кавказа. Таким образом, Сарманбай — это «светлый (радостный) господин» или «богатый радостью». Имя давали с пожеланием счастливой и обеспеченной жизни.

Поскольку суффикс -ев (а не -ов) указывает на мягкую или шипящую основу, а сама фамилия имеет тюркские корни, её носители, скорее всего, происходят из народов, где личные имена на -бай были нормой: казахи, татары, башкиры, киргизы, узбеки. В русской среде такие фамилии фиксировались преимущественно в Оренбургской, Астраханской губерниях и в Сибири — в местах активных контактов с тюркским населением. Встречается фамилия и на Кавказе, например, у кумыков или ногайцев, где имя Сарманбай также могло бытовать.

Встречается вариант написания с буквой «е» — Сарманбаев, что является орфографической нормой при адаптации тюркского окончания -бай через русский суффикс. Вариант Сарманбайев (с двумя «й») — ошибка, так как суффикс -ев присоединяется непосредственно к основе, отсекая конечный «й»: Сарманбай → Сарманбаев, как Толстой → Толстов.

Социальный статус первых носителей мог быть разным: от зажиточных баев (что прямо отражено в имени) до простых крестьян, получивших фамилию по деду или отцу. В советское время фамилия не переделывалась, сохранив исходную форму, что делает её надёжным маркером тюркского происхождения рода.