Фамилия Аметалиевы — один из примеров того, как в русской среде осваивались мусульманские имена, образуя патронимические фамилии. В основе лежит мужское имя Аметали — диалектная, упрощённая форма имени Ахметали. Сложение двух арабских корней даёт значение «прославленный Али» или «достойный похвалы Али». Первая часть — Ахмет — восходит к тому же корню, что и Мухаммед, и означает «самый знаменитый», «достойный похвалы». Вторая часть — Али — один из эпитетов Аллаха в исламе: «великий», «возвышенный», «превосходящий всех».

Фамилия образована по русской модели: к имени Аметали добавили суффикс -ев, который в тюркских и мусульманских фамилиях на Кавказе и в Поволжье закрепился как стандартный способ оформления родового имени (наряду с -ов). Такая модель типична для народов, вошедших в состав Российской империи: имя отца становилось основой фамилии, а суффикс указывал на принадлежность — «сын Аметали». Поэтому Аметалиевы — не столько «потомки человека по имени Аметали», сколько люди, чей предок носил это имя и чья семья приняла русскую фамильную форму.

Встречается фамилия в основном у крымских татар, а также у народов Северного Кавказа и Поволжья, где распространены двуосновные имена с компонентом Али. В русских документах и метрических книгах XIX — начала XX века нередко встречаются колебания в написании: Аметалиев, Амет-Алиев, Ахметалиев. Это связано с тем, что имя записывали на слух, и диалектное произношение (Амет вместо Ахмет) фиксировалось как основное.

Однозначно говорить о сословной принадлежности всех носителей фамилии сложно: среди Аметалиевых могли быть и крестьяне, и служилые люди, и духовенство. Однако сам факт, что фамилия образована от полного имени, а не от прозвища или профессии, говорит о том, что её основатель пользовался уважением — в среде, где имя Али имело сакральный вес.