Фамилию Алемаева стоит рассматривать не как исключение, а как яркий пример того, как региональная фонетика меняет облик слова до неузнаваемости. В её основе лежит не какое-то редкое имя, а вполне обычное мусульманское имя Алим (от арабского «алим» — знающий, учёный). В русских говорах, особенно на юге и в Поволжье, безударный звук «и» часто переходил в «е», и Алим превращался в Алем. Отсюда и значение: Алемаев — это сын Алема, то есть сын Алима.

Словообразовательная модель проста: к основе Алем (усечённый вариант от Алемай или Алема) добавили суффикс принадлежности -ев. Этот суффикс указывает, что фамилия формировалась в русскоязычной среде, но сами носители имени, скорее всего, были татарами, башкирами или представителями других тюркских народов, принявших ислам. Перед нами типичная «русская фамилия на тюркской основе» — таких много в Заволжье и Приуралье.

Сравните с однокоренными фамилиями: Алимов, Алемов, Алеев. Алимов — самый прямой вариант, от полного имени Алим. Алеев мог образоваться от имени Али. Алемаев стоит особняком из-за характерного чередования гласных, которое выдаёт диалектную среду. Если видите фамилию Алемаев, с высокой вероятностью предки жили в зоне активного русско-тюркского контакта — на территории современных Татарстана, Башкортостана, Оренбургской или Самарской областей.

Что касается социального статуса, в XVIII–XIX веках носители фамилии чаще всего были государственными или ясачными крестьянами (нерусское население, платившее подать), реже — служилыми татарами. Дворянских родов Алемаевых не зафиксировано: фамилия крестьянская и мещанская. Встречается и более редкий вариант написания — с «ё»: Алёмаев. Он тоже указывает на то же имя, но с местным «якающим» произношением.