Фамилия Цымалая — редкий случай, когда географический акцент слышен прямо в окончании. Финальное -ая в русских фамилиях — характерная примета юга России, прежде всего Кубани, а также Украины и Беларуси. Такие фамилии часто образовывались по модели прилагательных женского рода, но закреплялись за мужчинами (как, например, Шевченко, хотя там другая модель). В данном случае Цымалая — это, скорее всего, русифицированная или украинизированная форма от исходного прозвища или фамилии с другим окончанием.

Основа фамилии — «Цымал» — почти наверняка восходит к украинскому или южнорусскому диалектному слову «цимбали» (музыкальный инструмент). Прозвище Цымал (или Цимбал) могли дать музыканту, играющему на цимбалах, либо человеку с громким, звенящим голосом или характером — по аналогии со звучанием инструмента. В украинской ономастике фамилия Цимбал (Цимбалюк) весьма распространена, а форма Цымалая — её менее частый, но показательный вариант, где ударение, скорее всего, падает на второй слог: Цыма́лая.

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с тюркскими корнями, где «цымал» могло означать что-то вроде «неуклюжий» или «мешковатый» — но это лишь предположение без серьёзной опоры в словарях. Гораздо надёжнее музыкальная версия: она объясняет и суффиксальную модель, и бытование фамилии в южнорусских и украинских землях.

Сословная принадлежность носителей фамилии Цымалая, скорее всего, была крестьянской или казачьей — именно в этих средах прозвища по ремеслу или внешнему признаку легко закреплялись в качестве фамилий. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Сегодня фамилия встречается крайне редко, в основном в Краснодарском крае, Ростовской области и на востоке Украины — что подтверждает её южнорусский след.