Фамилия Ахмедагаевы образована от составного мужского имени Ахмедагай. В основе лежат два элемента: арабское имя Ахмед и тюркское слово «агай». Имя Ахмед (один из эпитетов пророка Мухаммеда) переводится как «самый прославленный», «достойный похвалы». Слово «агай» у тюркских народов — почтительное обращение к старшему мужчине или учителю. Таким образом, именование Ахмедагай могло указывать либо на социальный статус человека (например, наставника или уважаемого старейшину), либо на то, что так звали старшего мужчину в роду.

Фамилия оформлена типичным русским суффиксом -ев, который присоединяется к основам, оканчивающимся на гласный или мягкий согласный. В данном случае суффикс встал после конечного -й, что дало форму Ахмедагаев. Модель образования стандартна для русской фамильной системы: «сын Ахмедагая» → Ахмедагаев.

Фамилия — яркий памятник восточной культуры, распространённый в регионах с тюркским и мусульманским населением: в Дагестане, Азербайджане, среди татар и других народов. Однако окончательно говорить о точном времени и конкретной местности возникновения фамилии можно только после серьёзных генеалогических изысканий: процесс её формирования мог быть длительным и не всегда привязан к одному региону.