Фамилия Шатамбаева — женская форма фамилии Шатамбаев, и её происхождение ведёт в тюркоязычную среду, скорее всего, в казахскую или каракалпакскую. Основа «Шатамбай» — это древнее составное имя. Первая часть, «шат», в тюркских языках означает «радость», «веселье» или «счастье». Вторая часть, «бай», — это традиционный компонент в именах, который обозначал «богатый», «господин», «хозяин» или «состоятельный человек». Таким образом, имя Шатамбай можно перевести как «богатый радостью» или «счастливый господин». В доисламские времена такие имена давали, чтобы пожелать ребёнку благополучной и обеспеченной жизни.

Модель образования фамилии типична для многих народов Центральной Азии. От имени Шатамбай с помощью русского патронимического суффикса -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих) образовали фамилию Шатамбаев. Окончание -а указывает на то, что носительница — женщина. Такая адаптация местных имён в фамилии произошла в XIX–XX веках, в период активного взаимодействия с русской административной системой, когда требовалось закрепить родовое имя для документов.

Географически фамилия Шатамбаева встречается преимущественно в Казахстане, особенно в западных и южных регионах, а также среди каракалпаков в Узбекистане. В России она редка и обычно принадлежит выходцам из этих республик. Интересно, что имя Шатамбай могло быть не личным, а прозвищем, которое дали человеку за весёлый нрав или удачливость, а потом оно закрепилось за его потомками.

Среди однокоренных фамилий можно назвать Шатаев, Шатанов, Шаталов, но они имеют другую основу и чаще связаны с русским глаголом «шататься» или названием птицы «шат» (диалектное). Фамилия Шатамбаева стоит особняком — её корень чисто тюркский, и она напрямую указывает на имя предка, а не на ремесло или место жительства.