Фамилия Арстангалеева — редкий случай в русском ономастиконе: она не славянского, а тюрко-башкирского происхождения, и её основа восходит к составному мужскому имени Арстангали. В русской традиции такие фамилии закрепились в основном среди татар и башкир, реже — у казахов.

Разберём имя-основу. Первая часть — «Арстан» (вариант «Арыслан») — переводится как «лев». Вторая — «Гали» — арабское имя, означающее «высокий», «великий», «могучий» (один из эпитетов Аллаха). Соединение даёт значение «лев великого» или «могучий лев» — типичный для мусульманской ономастики случай, когда к тюркскому зоониму добавляют арабский сакральный компонент. Такие двусоставные имена (Гали + Арстан, Габдулла + Арстан) были особенно популярны у башкир и татар в XVIII–XIX веках.

Суффикс «-ев» указывает на то, что фамилию русифицировали по стандартной модели: от имени Арстангали через притяжательное прилагательное «Арстангалиев сын» → Арстангалиев → в женском роде Арстангалеева. Окончание «-а» — чисто грамматический показатель женского рода, сама фамилия склоняется как обычное русское прилагательное.

Географически фамилия тяготеет к Башкортостану, Оренбургской и Челябинской областям, а также к Татарстану. Встречаемость невысокая: по открытым данным, в России живёт не более нескольких сотен носительниц этой фамилии. В дореволюционных метрических книгах она могла записываться через «ы» (Арстангалыева) или с двойным «л» — вариативность связана с тем, что башкирское произношение не всегда точно передавалось русскими писарями.

Социальный контекст: фамилия недворянская. Её носители в XIX веке относились к государственным крестьянам, тептярям или башкирам-вотчинникам. Никаких громких исторических личностей с такой фамилией не зафиксировано — это «фамилия одного корня», типичная для сельской среды Южного Урала.