Фамилия Байгильдеева происходит от личного мужского имени Байгильде, распространённого в тюрко-мусульманской среде. Имя это составное, и его части несут разное происхождение. Первый компонент — «бай» — восходит к древнеарабскому слову со значением «хозяин, богатый, могущественный человек». В тюркских языках этот элемент стал частью многих имён и фамилий, символизируя достаток и высокое положение. Вторая часть имени — «гильде» — тюркская, означает «пришёл, родился». В целом имя Байгильде можно перевести как «родился бай (господин)» или «пришёл богатый человек».

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основам на мягкий согласный. Таким образом, Байгильдеева — это форма женского рода, а мужской вариант — Байгильдеев. Окончательная фиксация фамилии произошла уже на русской почве, когда имя отца стало передаваться детям в качестве родового прозвания.

Географически фамилия встречается в регионах с татарским и башкирским населением, а также в смешанных областях Поволжья и Южного Урала. Встречаются варианты написания, например Байгильдина, что связано с особенностями произношения в разных диалектах. Поскольку процесс формирования фамилий у разных народов шёл неравномерно, точное время возникновения рода Байгильдеевых можно установить только через генеалогические разыскания в конкретных семьях.