Фамилия Ахматалиев образована от сложного составного имени Ахматали, что сразу указывает на её арабо-мусульманское происхождение. Такие имена характерны для народов, исповедующих ислам, — в первую очередь для татар, башкир, народов Кавказа и Средней Азии. Имя Ахматали — это сращение двух имён: Ахмат (один из вариантов имени Ахмад, что значит «достохвальный», «прославленный») и Али («возвышенный», «великий»). Подобные сдвоенные имена (Ахматали, Магомедамин, Бекхан) были распространены в среде, где ценили благозвучное сочетание имён пророка Мухаммеда и его сподвижников.

Суффикс -ев указывает на русскую модель оформления фамилий. У народов, которые вошли в состав Российской империи, фамилии часто записывали на русский манер: к основе имени добавляли -ов или -ев. Так Ахматали превратился в Ахматалиев. Буквальное значение фамилии — «потомок Ахматали» или «принадлежащий к роду Ахматали».

Географически фамилия Ахматалиев встречается у татар, башкир, а также у народов Дагестана и Чечни. В татарской среде сложные имена с компонентом Али особенно популярны, поэтому Ахматалиевых много в Татарстане и Башкортостане. Встречается она и у казахов, но там чаще пишется через окончание -ов (Ахматалиев), хотя по казахской традиции отчество могло бы звучать как Ахматалиулы.

Интересная особенность — написание через букву «е» в суффиксе. Если бы фамилия образовалась от чистого имени Ахмат, мы бы получили Ахматов. Но здесь основа кончается на мягкий согласный (Ахматал-и), поэтому по русским правилам добавляется -ев, а не -ов. Это грамматическая примета, которая помогает отличить фамилии от имён с твёрдой основой.

В дореволюционной России носители такой фамилии могли быть крестьянами или торговцами, но часто встречались среди мулл и сельских учителей — грамотных людей, которые вели записи и передавали фамилию детям. Сословной привилегированности фамилия не несёт, хотя её обладатели, как правило, принадлежали к мусульманской общине со своей внутренней иерархией.