Фамилия Зарбуева образована от мужской формы Зарбуев, а та, в свою очередь, — от прозвища или имени Зарбуй. Словообразовательная модель здесь простая: основа Зарбуй- плюс типичный русский патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («сын Зарбуя»). В отличие от фамилий на -ов, суффикс -ев присоединяется к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или на -й.

Ключ к происхождению — в основе. Корень «зарб» — тюркского происхождения, от слова «зарб» (удар, натиск, сила). В языках Средней Азии, особенно в узбекском и таджикском, «зарб» означает «удар», «мощь», а «зарбдор» — «сильный», «ударный». Прозвище Зарбуй, скорее всего, давали человеку резкому, напористому или физически сильному, способному нанести сокрушительный удар. Вторая часть прозвища — формант -уй — характерна для тюркских личных имен и прозвищ (ср. Алтай, Каратай, Бургуй) и часто выполняет роль уменьшительно-ласкательного или просто именного суффикса.

География фамилии тяготеет к регионам, где исторически происходило смешение русского и тюркского населения: Поволжье, Урал, Западная Сибирь, а также южные области России. Среди татар, башкир и казахов встречаются фамилии с корнем «зарб», хотя в русском контексте Зарбуев — относительно редкая фамилия. Встречается также вариант Зарбуевы, который может указывать на целый род или семью.

Социальный контекст: носители фамилии, скорее всего, происходят из среды служилых людей или крестьян, которые получили прозвище по личному качеству. Дворянских корней у фамилии не зафиксировано. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках фамилия встречается в Оренбургской и Уфимской губерниях, а также среди уральских казаков.

Альтернативная версия связывает «зарб» с арабским «зарб» (золото) через персидское посредство, но это менее вероятно для прозвища: золото обычно давало прозвища вроде Золотой или Заргар, а не Зарбуй. Поэтому версия с «ударом» и «силой» — основная.