Фамилия Цымбаляк звучит по-южному и сразу выдает украинские или белорусские корни. Её основа — прозвище Цымбал, которое в этих краях давали музыканту, играющему на цимбалах. Цимбалы — старинный струнный ударный инструмент, предок фортепиано, особенно популярный в среде украинских кобзарей и народных оркестров. Человек, владевший игрой на цимбалах или делавший их, получал прозвище Цымбал, а его дети и потомки — фамилию по этому прозвищу.

Суффикс -як — типичный для западных регионов Украины и юга Беларуси. Он выполняет ту же роль, что и русский -ов: указывает на принадлежность. Цымбаляк — это буквально «сын Цымбала» или «человек из рода Цымбалов». Такая модель образования особенно характерна для Волыни, Подолья и Галиции, где фамилии на -ук, -юк, -ак, -як встречаются сплошь и рядом.

В русском языке фамилия могла исказиться при записи: исходное украинское Цимбаляк (через «и») нередко превращалось в Цымбаляк под влиянием диалектного произношения или по аналогии с русскими фамилиями от слова «цымбал». Встречаются и варианты Цымбалюк, Цимбалюк — это та же основа, но с другим суффиксальным оформлением.

Ономастические словари (например, работы Б. Унбегауна) подтверждают, что фамилии от названий музыкальных инструментов в славянской традиции редки, но устойчивы. Цымбаляк стоит в одном ряду с Бубновым, Скрипкой, Дудником. Социально носители фамилии, скорее всего, происходили из крестьян или ремесленников — музыканты в те времена редко принадлежали к высшим сословиям, если только не служили при дворе магнатов.

Географически фамилия Цымбаляк сегодня чаще всего встречается в Украине, особенно в западных областях, и в приграничных районах России, куда переселялись украинцы. В России она остается редкой, что делает её хорошим маркером для тех, кто ищет свои корни в украинском Полесье или на Подолье.