Фамилия Сыбира — редкий случай, когда корень слова не поддаётся однозначному толкованию, а суффикс указывает на необычную модель образования. В ней нет привычных -ов, -ев или -ин, которые встречаются у 60% русских фамилий. Окончание -а и основа Сыбир- заставляют искать объяснение за пределами славянских языков.

Самая вероятная версия — тюркское происхождение. В тюркских наречиях слово «сыбыр» или «сибир» означает «метла», «веник». Прозвище Сыбира могли дать человеку, который занимался плетением веников, подметал улицы или имел какое-то отношение к уборке. В пользу этой гипотезы говорит и географическая привязка: фамилия встречается в Поволжье и на Урале, где исторически сильны тюркские влияния (татары, башкиры, чуваши). В этих регионах прозвища по ремеслу или предмету быта часто переходили в фамилии без изменений.

Вторая версия, менее убедительная, связывает Сыбира с этнонимом «сибиряк». Но форма фамилии здесь странная: если бы предка звали Сибиряком, фамилия скорее звучала бы как Сибиряков. Сыбира — это либо усечённый вариант, либо самостоятельное прозвище, которое закрепилось в документах случайно. Возможно, так записали выходца из Сибири, но без суффикса -як это звучит натянуто.

Есть и редкая гипотеза о связи с древнерусским словом «сыбр» — так в некоторых говорах называли товарища или соседа (родственное «собр» от «собрат»). Однако в этом случае фамилия должна была бы писаться через «о»: Собора или Соберин. Сыбира с «ы» указывает на иноязычный источник.

Точных исторических сведений о носителях фамилии до XVIII века нет. В метрических книгах XIX века Сыбира встречается единично, в основном среди крестьянского сословия Казанской и Вятской губерний. Суффикс -а без патронимического окончания — признак того, что фамилия застыла в форме прозвища, а не образовалась от имени отца. Такие фамилии чаще давали людям незнатного происхождения, которых записывали «как слышали».

Правописание устойчивое: всегда через «ы» в первом слоге, ударение, скорее всего, на последний слог — Сыбира́. Вариант с ударением на «ы» (Сы́бира) возможен, но противоречит тюркской ритмике слова.