Фамилия Сермуханбетов — редкий пример тюркской антропонимии, в которой личное имя полностью перешло в фамилию без дополнительных суффиксов (кроме русского патронимического -ов). Основа — мужское имя Сермуханбет, распространённое у казахов и других тюркоязычных народов Центральной Азии.

Имя состоит из двух компонентов. Первый — «сер» (или «сэр»), восходящий к арабскому «сирр» (тайна, скрытый смысл) или к тюркскому «сер» (лучший, отборный). Второй — «муханбет», вариант имени Мухаммед (Мухаммад), которое в народной огласовке часто звучит как «Мұханбет» или «Мұхамбет». Таким образом, Сермуханбет — это «чистый (или тайный) Мухаммед», либо «отборный, как Мухаммед». Имя давали в семьях, стремившихся подчеркнуть духовную чистоту и связь с исламской традицией.

Фамилия образована по русской модели: к основе Сермуханбет прибавлен суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — Сермуханбетов). В казахской среде фамилии на -ов стали массово закрепляться в XIX–XX веках, поэтому её носители — потомки человека по имени Сермуханбет, жившего, скорее всего, в дореволюционном Казахстане или среди казахов Оренбургской, Астраханской губерний.

Географически фамилия привязана в основном к Западному Казахстану (Атырауская, Мангистауская области) и смежным регионам России. Встречается редко — по открытым данным, в РФ её носят не более нескольких сотен человек. Сословная принадлежность предков, скорее всего, была крестьянской или кочевой скотоводческой: фамилии от имён без профессиональных корней типичны для сельских общин, где человека называли по отцу, а не по занятию.

С точки зрения словообразования, фамилия примечательна тем, что в ней сохранилась полная форма сложного имени без усечения. Многие аналогичные фамилии (например, Муханбетов) теряют первый корень, а здесь оба компонента остались на месте, что делает её более информативной для историка.