Фамилия Баялиев, скорее всего, тюркского происхождения, и её корень ведёт к личному имени Баяли. В тюркских языках, особенно казахском, киргизском и башкирском, «бай» означает «богатый», «господин», «хозяин», а также входило в состав многих имён как пожелание богатства и статуса. Вторая часть имени — «али» — может восходить к арабскому «Али» (высокий, возвышенный) или быть просто соединительным элементом. Таким образом, Баяли можно перевести как «богатый Али» или «богатый и возвышенный». Это имя давали мальчикам, желая им достатка и почёта.

Фамилию образовали по русской модели с суффиксом -ев, который присоединяли к тюркским основам, оканчивающимся на мягкий согласный или гласный. В данном случае от имени Баяли (звучит как Баяли́) по правилу: Баяли → сын Баяли → Баялиев. Суффикс -ев здесь — не показатель этнической принадлежности, а дань канцелярской практике Российской империи, где при переписи населения фамилии давали по отцу.

Географически фамилия Баялиев встречается в основном среди народов Северного Кавказа и Поволжья, особенно у балкарцев, кумыков и татар. Встречается и у казахов, но реже. Носители фамилии — потомки людей, чей предок носил имя Баяли и, вероятно, был уважаемым человеком в ауле: зажиточным скотоводом, торговцем или старейшиной.

Интересная деталь: ударение в фамилии часто падает на последний слог — Баяли́ев, что типично для тюркских заимствований в русском языке (сравните: Ахме́тов, но Кери́мов). Если же произносить с ударением на второй слог — Бая́лиев — это может указывать на окающее произношение в некоторых русских говорах, что редкость для этой фамилии. Так что по ударению можно иногда угадать среду, в которой фамилия бытовала.