Фамилия Азильгареев — составная, типичная для тюрко-татарской ономастики, где два имени или прозвища слились в одно родовое имя. Первая часть, Азиль, восходит к диалектному варианту арабского имени Гадиль («правдивый; тот, кто вершит правый суд; справедливый»). Вторая часть, Гареев, происходит от имени Гарай (Гирей) — слова с богатой историей: в переводе с тюркского оно означает «пристрастие, желание, стремление; достоинство», а также «сильный, могущественный». Кроме того, Гарай был эпитетом-титулом ханов крымской и казанской династий. Некоторые исследователи полагают, что родовое имя Гарай (Гирей) происходит от названия рода «керей», представители которого оказали решающую поддержку Хаджи-Гирею — основателю династии Гиреев.

Таким образом, фамилию Азильгареев можно истолковать как «потомок справедливого и могущественного» или «наследник того, кто вершил правый суд и обладал достоинством». Модель образования — сращение двух основ (Азиль + Гарай) с последующим добавлением русского патронимического суффикса -ев, что указывает на принадлежность к роду. Такие сложные фамилии особенно характерны для татар и башкир, и носитель фамилии с высокой вероятностью происходит из среды, где ценились как духовные добродетели (справедливость), так и социальный статус (титул, знатность). Встречается фамилия преимущественно в Башкортостане, Татарстане и соседних регионах, что подтверждает её региональную привязку.