Фамилия Артагалиев — редкий случай, когда личное имя, лёгшее в основу, почти не изменилось при переходе в фамилию. Её ядро — мужское имя Артагали, которое состоит из двух тюркских корней: «арт» (задняя часть, спина, тыл) и «гали» (от арабского «али» — высокий, возвышенный, могучий). В тюркской антропонимике такие сложные имена не редкость, но конкретное сочетание «арт» + «али» встречается нечасто. Буквально имя можно перевести как «высокая спина» или «крепкий тыл», что в переносном смысле могло означать «надёжный», «опора», «тот, на кого можно положиться». Вполне вероятно, что имя давали младенцу с пожеланием стать опорой семьи или рода.

Фамилия образована по стандартной для тюркских народов модели: к основе Артагали добавили русский патронимический суффикс -ев. Такое оформление типично для фамилий, которые фиксировали в документах в XIX — начале XX века, когда русская администрация записывала имена инородцев по правилам русской грамматики. Суффикс -ев, а не -ов, появился потому, что основа оканчивается на мягкий согласный (звук «и» в конце имени). Таким образом, Артагалиев буквально означает «сын Артагали» или «потомок Артагали».

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически жили тюркские народы, испытавшие влияние ислама: Казахстан, Башкортостан, Татарстан, отчасти Северный Кавказ. Встречается она нечасто, поэтому можно предположить, что родоначальник был заметной фигурой в своей местности — иначе имя не закрепилось бы в качестве фамильной основы. Социальный состав носителей, скорее всего, был крестьянским или скотоводческим: в тюркской среде фамилии на -ев редко указывали на дворянство или княжеское происхождение, а скорее фиксировали принадлежность к определённому роду или аулу.

Любопытная деталь: в некоторых говорах и диалектах имя могло произноситься как «Артагалы» или «Артагалий», что отразилось бы в фамилиях Артагалов или Артагалиев — именно последний вариант и закрепился в официальных документах. Если сравнивать с более распространёнными фамилиями на «али» (Алиев, Галиев), то Артагалиев стоит особняком: его первая часть уникальна и не имеет массовых параллелей, что делает фамилию хорошим маркером для генеалогического поиска.