Фамилия Тамабаев почти наверняка тюркского происхождения, и её разбор лучше всего начать с корня «тама». В тюркских языках (особенно казахском, башкирском, татарском) слово «тама» или «тамга» означает знак, клеймо, родовой символ, а также печать и документ. В древности тамгой метили скот, границы земель и даже ставили её вместо подписи. В переносном смысле «тама» могло быть прозвищем человека, который ставил метки, выполнял функции писаря или сборщика податей — должность, связанная с учётом и контролем. В этой версии основа фамилии — прозвище Тамабай: «бай» здесь уважительное обращение или указание на состоятельность («хозяин», «богач»), то есть Тамабай — «господин знака» или «человек с тамгой».

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилий от тюркских основ: так оформляли фамилии в среде крещёных татар и башкир, а также в казачьих и крестьянских родах, где смешивались языки. Географически фамилия Тамабаев встречается преимущественно в Поволжье (Татарстан, Башкортостан) и в Оренбургской области — на территориях, где исторически жили тюркские народы, а затем входили в состав Российского государства, получая фамилии по документам.

Есть и другая, менее вероятная версия: от имени Тамамбай, где «тамам» по-тюркски значит «полный», «законченный». Такое имя могли дать ребёнку, родившемуся в срок, без осложнений. Но в русской записи конечное «м» могло отпасть, и получилось Тамабай. Однако эта гипотеза слабее, так как фамилии с корнем «тама» (тамга) в тюркской ономастике встречаются гораздо чаще и имеют чёткую социальную привязку.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Тамаев, Тамаганов, Тамаков — подтверждает, что основа связана именно с тамгой или прозвищем Тама. Фамилия Тамабаев, скорее всего, принадлежала не знатному роду, а человеку, который в своём сообществе выполнял административную или учётную роль: ставил метки на имуществе, собирал ясак или был писцом. В любом случае, носитель этой фамилии — потомок того, кого в тюркской среде уважительно называли «человеком с тамгой».