Фамилия Шимбакова — женская форма, мужской вариант — Шимбаков. В основе фамилии лежит прозвище или тюркское имя Шимбак, которое не встречается в современных антропонимиконах, но хорошо вписывается в словообразовательные модели тюркских языков.

Корень «шим» восходит к тюркскому «сым» — «холод», «иней», либо к «чим» — «дёрн», «дернина». Второй компонент «бак» — распространённый тюркский аффикс со значением «смотрящий», «глядящий», а в составе имён — «хранитель», «покровитель» (ср. Алтынбек, Бекбак). Таким образом, имя Шимбак могло означать «смотрящий на холод» (метафора для человека, рождённого в мороз) или «хранитель дерна» (земледелец, скотовод, оберегающий пастбище). Вторая версия правдоподобнее, если учесть, что фамилия распространена в регионах с кочевым и полукочевым прошлым.

Словообразовательная модель типична для фамилий тюркского происхождения, русифицированных суффиксом -ов/-ев. Фамилия Шимбаков (и Шимбакова) встречается преимущественно в Башкортостане, Татарстане и Оренбургской области. Это указывает на башкирские или татарские корни носителей. В документах XVII–XIX веков подобные прозвища фиксировались у башкир и тептярей, где имя Шимбак могло быть личным именем, которое затем перешло в фамилию.

Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Шимба́кова. Вариант с ударением на первый слог встречается реже и может быть связан с местными говорами. Фамилия не относится к числу дворянских или купеческих — скорее всего, предки носителей были крестьянами, скотоводами или мелкими ремесленниками. Точных сведений о дате первого упоминания фамилии в ревизских сказках или метрических книгах нет, но по косвенным данным её можно датировать не позднее середины XIX века.