Фамилия Сартбаева образована от мужского имени Сартбай, и в этом её основа проста и прозрачна, хотя за ней скрывается пласт истории Средней Азии. Имя Сартбай — классический пример тюркского составного именования, где две части складываются в одно пожелание или характеристику. Вторая часть, «бай», древнетюркского происхождения, и означает она «господин», «богач», «хозяин». Эта частица была невероятно популярна в именах и фамилиях от Волги до Алтая, подчёркивая пожелание достатка и уважения.

Первая часть имени — «сарт» — куда интереснее и многозначнее. Слово пришло из персидского языка, где им обозначали персов, иранцев. Однако в тюркской среде значение сместилось: в XIX веке «сартами» называли оседлое население Средней Азии, в первую очередь узбеков, противопоставляя их кочевникам-степнякам. Поэтому именование Сартбай можно трактовать и как «правитель сартов», и как «богатый оседлый человек». Скорее всего, имя давалось не по этнической принадлежности, а по образу жизни или в знак уважения к оседлой культуре земледельцев и горожан.

Модель образования фамилии типична для русскоязычной документации: к тюркскому имени добавили русский патронимический суффикс -ев (после основы на «й» пишется «ев», а не «ов»). Так потомок человека по имени Сартбай становился Сартбаевым, а его дочь или жена — Сартбаевой. Этот процесс массово шёл в XIX — начале XX века, когда оседлое и кочевое население империи получало фамилии при переписях, паспортизации и учёте.

Представители фамилии встречаются в документах разных регионов, что подтверждает её широкое бытование. В Книге памяти Республики Киргизия упоминается Умарбек Сартбаев, родившийся в 1898 году в городе Чимкент. В документах также находятся сведения о Джексембе Сартбаеве (1883 год, аул 9 Малай-Сарийского района Алма-Атинской области), Жакупе Сартбаеве (1870 год, Аксуатский район Семипалатинской области) и Раимбеке Сартбаеве (1920 год, Социализм Караванского района Джалал-Абадской области). Все эти записи — не просто списки имён, а живые следы семей, разбросанных по огромной территории от Семиречья до Ферганской долины.

Интересно, что фамилия сохранила в себе архаичное слово «сарт», которое сегодня почти вышло из активного употребления. В советское время этноним «сарты» был вытеснен официальным «узбеки», но в фамилиях он остался застывшим свидетельством того, как в регионе смешивались персидские и тюркские языки и культуры. Носитель фамилии Сартбаева несёт в себе память о той эпохе, когда оседлость и богатство были важными социальными маркерами.