Фамилия Ахтаналиев — яркий пример того, как тюркское имя, пройдя через русскую канцелярию, превратилось в фамилию. Её основа — мужское личное имя Ахтанали, которое в свою очередь состоит из двух частей. Первая, «Ахта», восходит к арабскому «ахтар» — «звезда», «счастливая судьба», либо к тюркскому «акта» — «белый», «чистый». Вторая часть — «нали» — это форма имени Али (араб. «возвышенный», «великий»). Так что имя Ахтанали можно перевести как «счастливая звезда Али» или «белый Али».

Фамилия образована по классической для южных и восточных регионов Российской империи модели: к основе добавили русский патронимический суффикс «-ев», который присоединяется к основам на мягкий согласный или «й». В данном случае финальный «и» имени Ахтанали смягчился, и получилось «Ахтаналиев». Суффикс указывает на принадлежность: «сын Ахтанали». Если бы фамилия закрепилась в самой Средней Азии, она, скорее всего, звучала бы как Ахтаналиев или Ахтаналиев, но с ударением на последний слог, по местной норме.

Географически фамилия Ахтаналиев распространена прежде всего среди казахов, киргизов и каракалпаков. Встречается она и у татар, но реже. Это сразу говорит о том, что предки носителя фамилии — кочевники или полукочевники, жившие в степях и предгорьях. У них не было наследственных фамилий до конца XIX — начала XX века; вместо них использовали имя отца. Фамилия Ахтаналиев закрепилась в документах либо при переписи населения, либо при получении паспорта в советское время.

Версия, что фамилия может быть связана с арабским словом «ахтан» (обувь), маловероятна. Слово редкое, а имя Ахтанали — вполне реальное и известное в тюркском ономастиконе. Поэтому основная и единственная рабочая гипотеза — происхождение от сложносоставного имени. Никаких сословных привилегий или дворянских корней у этой фамилии нет: её носили простые скотоводы, земледельцы и воины.