Фамилия Соломбаева — редкий случай, когда географическое название почти наверняка перевесило личное прозвище или имя. Её основа — Соломбала. Так называется исторический район Архангельска, расположенный на острове в дельте Северной Двины. Название острова, по самой убедительной версии, финно-угорского происхождения: от карельского или вепсского «suolombal» — «соляная тоня», то есть место ловли рыбы и выварки соли. В XVI–XVII веках Соломбала была крупным центром солеварения, а позже — главной базой русского военного флота на Севере.

Модель образования фамилии типична для северных и сибирских говоров: суффикс -ев (а не -ов) часто появлялся после мягких согласных и шипящих. При этом ударение в фамилии падает на второй слог — Соломба́ева, а не на первый, как в названии острова. Это неслучайно: в русских фамилиях, образованных от топонимов, ударение часто смещается на суффикс или окончание. Окончание -а указывает на женскую форму, мужской вариант — Соломбаев.

Версия, что фамилия происходит от прозвища «Соломбай» (например, от тюркского «солом» — солома или «бай» — богач), выглядит натянутой. В Поморье тюркские заимствования редки, а вот связь с конкретным местом — прямая и очевидная. Человек, получивший фамилию Соломбаев, скорее всего, был выходцем с Соломбалы или жил там постоянно, а прозвище «соломбалец» закрепилось за ним как указание на родину.

Сословный состав носителей фамилии в XIX веке был пёстрым. Среди Соломбаевых встречались и государственные крестьяне, и мещане, и отставные матросы — что логично для портового города. В метрических книгах Архангельской губернии фамилия фиксируется с конца XVIII века, но вряд ли она старше середины XVII столетия: сама Соломбала как крупное поселение оформилась именно в это время. Сегодня фамилия остаётся преимущественно северной, хотя отдельные семьи разъехались по стране вместе с архангельскими промысловиками и военными моряками.