Фамилия Ахмадвалеев — один из тех случаев, когда составное арабское имя почти без изменений перешло в русскую патронимическую форму. Её основа — двусоставное имя Ахмад-Вали (или Ахмад-Валей). Первая часть, Ахмад, значит «достохвальный» (эпитет пророка Мухаммеда), вторая, Вали, переводится как «святой», «покровитель», «близкий к Аллаху». Сложные имена с компонентом «Вали» были распространены у татар и башкир, и фамилия прямо указывает: предка звали Ахмадвалей.

Суффикс -ев (а не -ов после мягкого согласного «й» в основе «Вали») работает по стандартной русской патронимической модели, отвечая на вопрос «чей?». То есть Ахмадвалеев — буквально «сын Ахмадвалея». В тюркской среде такие фамилии часто закреплялись за целым родом: если глава семьи носил имя Ахмадвалей, его потомков в документах XIX — начала XX века записывали как Ахмадвалеевых.

Географически фамилия тяготеет к Татарстану, Башкортостану и Оренбургской области. Встречаются варианты написания с одной «л» (Ахмадвалеев) и с двумя (Ахмадваллеев), но первый вариант филологически точнее: в исходном арабском имени «Вали» одна буква «л». Двойное «л» могло появиться под влиянием привычной русской орфографии, где удвоение часто бывает в фамилиях, образованных от имён на -илл (Гаврилл — Гавриллов).

С точки зрения социального статуса, носители этой фамилии в дореволюционной России чаще всего были крестьянами или мещанами из числа татар-мусульман. Дворянских корней у неё нет, и в старых родословных книгах её не встретить. Фамилия не редкая, но и не массовая: по переписям населения, её можно найти в десятках, а не в сотнях тысяч записей, что говорит о сравнительно небольшом роде, не размножившемся до уровня Ивановых.