Агалямова — фамилия с отчетливым восточным следом, и её разумнее всего начинать разбирать с корня, а не с суффикса. Основа «Агалям» восходит к тюркскому или арабо-тюркскому имени Агалям. Это составное имя: первая часть «ага» в тюркских языках означает «старший», «господин», «почтенный человек» (ср. ага в Османской империи или агай у башкир и татар). Вторая часть — «лям» — скорее всего, искаженная форма арабского «алям» (знак, знамя, мир) или, что вероятнее, восходит к арабскому имени Алям («знание», «ученость»). Таким образом, имя Агалям можно перевести как «почтенный знающий» или «старший ученый».

Фамилия образована по классической русской модели: к основе добавили суффикс -ов, а затем женское окончание -а. Мужской вариант — Агалямов. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «сын Агаляма» или «из рода Агаляма». Это типичная модель для фамилий, которые возникли у тюркских народов Поволжья и Приуралья после вхождения в состав Русского государства, когда крестьянам и горожанам давали фамилии по имени отца.

Географически фамилия Агалямова распространена в основном среди татар и башкир. Встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Удмуртии и Пермском крае — регионах, где исторически жили татарские общины. Встречаемость невысокая, что говорит о сравнительно позднем оформлении фамилии (вероятно, в XVIII–XIX веках) и о том, что родоначальник не был широко известен за пределами своей деревни.

В отличие от многих русских фамилий, где основа — прозвище или профессия, здесь мы имеем дело с личным именем. Предки носительницы фамилии, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, но само имя указывает на уважение к знаниям или религиозной грамоте в роду. Возможно, среди предков были муллы или деревенские грамотеи. Двойное написание — через «а» в начале и мягкое «ля» — устойчиво, вариантов вроде «Огалямов» или «Агалемов» практически не встречается.