Фамилия Ахметгалеев — не самостоятельная единица, а фонетический вариант фамилии Ахметгалиев. Чередование гласных «е» и «и» возникло под влиянием «екающих» говоров, где звук в безударной позиции произносится как «е», что и закрепилось на письме. В основе обеих фамилий лежит составное тюркское имя Ахметгали, которое складывается из двух самостоятельных имен.

Первая часть — Ахмет (араб. أحمد) означает «самый знаменитый», «достойный похвалы», «прославленный». Это один из эпитетов пророка Мухаммеда, поэтому имя широко распространено в исламской традиции. Вторая часть — Гали (араб. علي), в русской транскрипции чаще передается как Али, переводится как «высокий», «возвышенный», «человек высокого достоинства». Соединив два имени, родители вкладывали в имя сына пожелание: чтобы он стал уважаемым, известным и занимал высокое положение в обществе.

Словообразовательная модель типична для тюркских фамилий, русифицированных с помощью патронимического суффикса -ев. Этот суффикс присоединяли к основе имени отца, чтобы указать на принадлежность к роду: Ахметгалеев буквально означает «сын Ахметгали». В отличие от фамилий на -ов, вариант на -ев появляется, когда основа имени заканчивается на мягкий согласный или на гласный (как в данном случае). Такая модель массово закрепилась у татар, башкир и других тюркских народов Поволжья и Приуралья в конце XIX — начале XX века, когда начался обязательный учет населения.

Географически фамилия Ахметгалеев и ее вариант Ахметгалиев чаще всего встречаются в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — регионах с исторически высокой долей тюркского населения. Встречаемость именно формы Ахметгалеев (через «е») заметно ниже, чем основного варианта, что подтверждает ее локальный, диалектный характер.