Фамилия Талдыбаева — женская форма фамилии Талдыбаев. Её основа — тюркское мужское имя Талдыбай, которое сложилось из двух частей: «талды» (от «тал» — ветка, прут; в переносном смысле — молодой, гибкий) и «бай» (хозяин, богач, господин). Таким образом, имя означало «молодой богач» или «крепкий хозяин». Такие составные имена с компонентом «бай» были распространены у казахов, киргизов, татар и других тюркских народов: ими подчёркивали достаток и положение в общине.

Фамилия образована по русской патронимической модели: к основе Талдыбай добавили суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Так в XIX–XX веках фиксировали фамилии у оседлых тюркских народов Российской империи — при переписях и в метрических книгах. Географически Талдыбаевы чаще всего встречаются в Казахстане (особенно в южных и восточных областях) и в приграничных регионах России — в Оренбуржье, Астраханской области, на Алтае. Это отражает ареал расселения казахов и их исторические кочевья.

Интересная деталь: корень «талды» в тюркских языках имеет и другое значение — «ива», «тальник». В степных регионах ива растёт по берегам рек, и прозвище Талды могли дать человеку, жившему у ивовых зарослей или занимавшемуся плетением из лозы. Однако в паре с «бай» первое значение (молодой, гибкий) выглядит убедительнее: имена такого типа описывают не место, а личное качество.

Среди однокоренных фамилий — Талдыбаев, Талдыбай, Талдыбеков. Все они восходят к одному гнезду имён с корнем «талды», но различаются вторыми компонентами («бай», «бек»). Фамилия Талдыбаева не принадлежала к дворянским родам — её носители, скорее всего, были скотоводами, крестьянами или казахами, перешедшими к оседлости. В советское время фамилия закрепилась и сейчас встречается у людей самых разных профессий.