Фамилия Сырымбетова образована от мужского имени Сырымбет, которое распространено у казахов, киргизов, каракалпаков и некоторых других тюркских народов. Основа имени — «сырым», что с казахского и киргизского переводится как «тайна», «секрет», а также «мой секрет» или «моя тайна». Вторая часть — «бет» — означает «лицо», «лик» или «страница». В целом имя Сырымбет можно истолковать как «скрытное лицо», «тот, чьё лицо — загадка», или, в более поэтичном смысле, «человек с таинственным обликом». Встречаются и варианты толкования, где «сырым» связывают со словом «сыр» — «честь», «достоинство», тогда имя приобретает значение «лицо чести».

Суффикс -ов- в русской передаче фамилии является стандартным для оформления тюркских имён в русском языке, он указывает на принадлежность: «Сырымбетов» — буквально «сын Сырымбета». Женская форма Сырымбетова — это вариант для замужней женщины или дочери в русской паспортной системе. Сама фамилия не является исконно русской, а возникла в результате межэтнических контактов и фиксации тюркских имён в документах Российской империи и СССР.

Географически фамилия Сырымбетова чаще всего встречается в Казахстане, особенно в южных и западных областях, а также среди казахов, проживающих в России (Оренбургская, Астраханская области). Реже — у киргизов. Предки носителей этой фамилии, скорее всего, были скотоводами или воинами-кочевниками, а само имя давалось новорождённому, возможно, с пожеланием скрытности, осмотрительности или как оберег от сглаза — чтобы злые силы не узнали истинного лица ребёнка.

В отличие от многих русских фамилий, у Сырымбетовой нет сословной привязки: она встречается и у потомков знатных родов, и у простых кочевников. Встречаются однокоренные фамилии — Сырымбетов, Сырым, Сырымов, — но Сырымбетова выделяется редкой двухкорневой основой, что делает её более узнаваемой среди тюркских фамилий.