Фамилия Тондыбаева образована по русской модели от имени или прозвища Тондыбай. В этой основе лежит тюркское слово «тонд» или «дон», означавшее «шуба», «одежда», а частица «бай» — «богач», «хозяин», «господин». Таким образом, Тондыбай — это «богатый шубой», «владелец одежды». Прозвище могло указывать на зажиточного человека, имевшего хорошую одежду, либо на скорняка или торговца мехами. В тюркской среде такие составные имена с компонентом «бай» были распространены как пожелание богатства и благополучия.

Русский суффикс «-ев» в фамилии Тондыбаева указывает на принадлежность: «сын Тондыбая» или «из рода Тондыбаевых». Окончание «-а» — типичный показатель женского рода, то есть носительница фамилии — женщина. Мужской вариант — Тондыбаев. Появление таких фамилий у народов Поволжья, Урала и Сибири связано с активной русификацией документов в XIX — начале XX века, когда татарам, башкирам, казахам и другим тюркским народам записывали фамилии по отчеству с русскими окончаниями.

Фамилия редкая, её географическое ядро, скорее всего, — Оренбургская область, Башкортостан или Татарстан. В этих регионах встречаются схожие фамилии: Тондыков (от «тонд» — шуба), Дондыбаев. В отличие от них, Тондыбаева сохранила полную форму прозвища, не редуцированную до «Тондыков». Это говорит о том, что предок носителя фамилии был заметной фигурой в своей общине — его имя-прозвище запомнили полностью, без сокращения.

Версия о происхождении от гидронима или топонима (например, реки Тонды) маловероятна: таких названий в доступных источниках не зафиксировано. Также нет оснований связывать фамилию с калмыцким «тонд» (прямой, ровный) — для этого слишком сильна тюркская модель «имя + бай». Поэтому основная гипотеза — прозвище по достатку или профессии, данное в среде тюркоязычных народов, а затем оформленное по русскому образцу.