Фамилия Ахметвалиева образована по самой распространённой в русском языке модели — с суффиксом -ев, который присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный. Основа здесь — Ахметвали. Это сложное имя, типичное для тюрко-мусульманской традиции, особенно среди татар и башкир. Оно составлено из двух частей: «Ахмет» (арабское имя Ахмад, означающее «достойный похвалы», один из эпитетов пророка Мухаммеда) и «Вали» (от арабского «вали» — «святой», «близкий к Богу», «покровитель»). Таким образом, имя Ахметвали можно перевести как «достойный похвалы святой» или «прославленный покровитель». Встречается и более прозаичный вариант перевода: «тот, кого хвалят святые», что тоже укладывается в логику составных имён.

Фамилия Ахметвалиева — женская форма. Мужской вариант — Ахметвалиев. В русской традиции такие фамилии закрепились в конце XIX — начале XX века, когда у народов Поволжья и Приуралья начался массовый переход от отчеств к наследственным фамилиям по русскому образцу. Носители фамилии — почти наверняка потомки человека, которого звали Ахметвали. Это мог быть уважаемый старейшина, деревенский мулла или просто крестьянин, чьё имя стало родовым. Интересно, что в отличие от многих русских фамилий, где суффикс -ев указывает на принадлежность («чей сын?»), здесь он выполняет чисто оформительскую функцию, адаптируя мусульманское имя под русскую фамильную систему. Вариант Ахметвалиев (без «а» на конце) встречается реже, но тоже существует.

Географически фамилия Ахметвалиева встречается преимущественно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской, Челябинской и Самарской областях. За пределами России — в среде татарской диаспоры в Средней Азии. Сравнение с однокоренными фамилиями — Ахметов, Валиев, Ахметшин — показывает, что Ахметвалиева стоит особняком: она «двукорневая», а не производная от одного имени. Это делает её более редкой и конкретной: если Ахметов мог быть сыном любого Ахмета, то предок Ахметвалиевых носил составное имя, которое само по себе уже было редким и, возможно, давалось с особым смыслом — как двойное благословение. Такие двусоставные имена в татарской и башкирской среде часто давали в семьях, где хотели подчеркнуть религиозное благочестие или надеялись на покровительство сразу двух сакральных сил.