Фамилия Сарыбина — женская форма, а её мужской вариант Сарыбин. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Сарыба. Оно образовано от тюркского корня «сары» — «жёлтый». В тюркских языках это слово могло означать не только цвет, но и «светлый», «белокурый», «рыжий», а в переносном смысле — «богатый», «знатный» (золото — жёлтый металл). Так на Руси могли прозвать человека со светлыми волосами, рыжеватого или просто смуглого, «жёлтого» лицом.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Сарыбин — «сын Сарыбы», «из рода Сарыбы». Это типичная модель для русских фамилий, образованных от прозвищ и имён, оканчивающихся на -а/-я. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречаются у великорусов, -ин — не менее древний и распространённый суффикc, особенно в северных и центральных регионах.

Географически фамилия Сарыбина встречается в Поволжье, на Урале и в Сибири — в местах активного контакта русских с тюркскими народами (татарами, башкирами, казахами). Это неудивительно: слово «сары» легко входило в русский быт как прозвище для выходца из степей или человека с восточной внешностью. Встречается фамилия и у крещёных татар, и у русских старожилов.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным глаголом «сарыбать» (в некоторых говорах — «пачкать», «грязнить»). Тогда Сарыба — прозвище неряшливого человека. Однако тюркское происхождение выглядит убедительнее: оно подтверждается и массовостью подобных фамилий (Сарычев, Сарымов, Сары), и ареалом бытования.

В дореволюционных источниках Сарыбины встречаются среди крестьян и мещан. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это фамилия простонародная, что типично для прозвищной модели на -ин. В современной России Сарыбины живут в Самарской, Оренбургской областях, в Татарстане и Башкортостане.