Фамилия Сыбанбаева — яркий пример казахской антропонимической модели, которая в русском языке получила «русифицированное» окончание. Её основа — мужское имя Сыбанбай, где «Сыбан» — это личное имя, а «бай» — традиционный тюркский компонент, означавший «богач», «хозяин», «господин». В дореволюционной степи «бай» указывало не только на достаток, но и на уважение, статус главы рода. Таким образом, Сыбанбай — это «Сыбан-богатырь» или «господин Сыбан».

Корень «Сыбан» вызывает у ономастов несколько версий. По наиболее распространённой, он восходит к древнетюркскому глаголу со значением «любить», «привязываться» (ср. с казахским «сүйу» — любить, «сүйген» — любимый). То есть Сыбан могло быть ласкательным прозвищем или именем, данным ребёнку, которого очень ждали. Другая, менее вероятная гипотеза связывает его с этнонимом «сыбан» — названием одного из родов в составе казахов или киргизов, но в этом случае имя бы звучало скорее как Сыбанбай («бай из рода Сыбан»).

Типичный казахский способ образования фамилий — прибавление к имени отца окончания -ов/-ев, -ин, а для женщин — -ова/-ева, -ина. Сыбанбаева — это женская форма от Сыбанбаев. В мужском варианте фамилия звучит как Сыбанбаев. Суффикс -ев здесь чисто русский, добавленный при документальном оформлении фамилий в XIX–XX веках. До этого у казахов не было наследственных фамилий в привычном понимании — человека называли по имени отца и деда: Сыбанбай, сын такого-то.

Географически фамилия Сыбанбаева встречается прежде всего в Казахстане, особенно в южных и западных регионах, где сильны родоплеменные традиции. В России она редка и обычно принадлежит потомкам казахов, переселившихся в приграничные области. Носительницы фамилии — это, как правило, потомки того самого Сыбанбая, чьё имя стало родовым знаком. Никакого сословного барьера фамилия не несёт: «бай» в имени не гарантировал богатства в реальности, а скорее был пожеланием или отражением уважения в общине.