Фамилия Батыргареева образована от мусульманского мужского имени Батыргарей — сложного двухосновного имени, популярного в тюрко-татарской среде. Первая часть восходит к древнетюркскому слову «батыр» (фонетические варианты — «батир», «бетир»), что значит «воин, защитник, богатырь». Вторая часть — персидское «гарей» (или «гарай») со значением «сильный, могущественный», а также «желание, стремление, достоинство». В буквальном смысле имя Батыргарей означает «могущественный воин» или «сильный воин».

Родители, называя сына Батыргареем, вкладывали в имя пожелание: вырасти храбрым мужчиной, надёжным защитником семьи и народа. Суффикс -ев в фамилии — стандартный русский патронимический формант, указывающий на принадлежность: «Батыргареев» — сын Батыргарея. Женская форма Батыргареева образована по той же модели, что и мужская, и не меняет смысла основы.

Фамилия эта — редкая, с ярко выраженной тюрко-персидской этимологией. Она встречается преимущественно у татар и башкир, где составные имена с компонентом «гарей» были особенно распространены. Процесс закрепления таких фамилий шёл в XIX — начале XX века, когда у мусульманских народов России начали массово фиксировать родовые прозвания. Однако точное место и время возникновения конкретного рода Батыргареевых можно установить только через генеалогические исследования: фамилия могла оформиться и в казанской, и в оренбургской, и в уфимской губернии.

Не стоит путать эту фамилию с однокоренными, где основа «батыр» соединяется с другими компонентами: Батыршин, Батырмурзаев. Компонент «гарей» выделяет её в отдельную группу — в тех же татарских родословных нередки фамилии Гараев, Гареев, Гарайшин, но двойное имя Батыргарей встречается реже, что делает фамилию более локальной и узнаваемой.