Фамилия Беликаев в своей основе содержит тюркский корень, а точнее — один из вариантов имени или прозвища Беликай. Разбираем модель: суффикс -ев указывает на русскую патронимическую форму, то есть «сын Беликая» или «из рода Беликая». Само имя Беликай — сложное, образовано от двух частей: «бели» (в разных тюркских языках может означать «талия», «поясница», а в переносном смысле — «середина», «опора») и «кай» (уменьшительный или ласкательный аффикс). Встречается также вариант с основой «белек» — «дар», «подарок», тогда Беликай могло быть именем-пожеланием.

Версия с «бели» как «опорой» выглядит правдоподобнее для прозвищной модели: Беликаем могли назвать человека, который был опорой семьи, крепким и надёжным. Или же это географическое прозвище — по местности, например, у тюркских народов встречаются топонимы Белик, Беликай.

Географически фамилия Беликаев встречается в регионах, где исторически компактно проживали тюркские народы: в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской области, а также среди кавказских народов (осетины, кумыки). У осетин, например, фамилия Беликаевых (Беликатæ) известна в Дигорском ущелье, и там её возводят к имени Белика, что, в свою очередь, может быть вариантом арабского имени Билял (через тюркское посредство). В этом случае фамилия получила бы иное звучание через смену согласного.

С точки зрения социальной истории, носители фамилии Беликаев в XIX — начале XX века чаще всего были крестьянами или казаками, но не стоит исключать и небольшую прослойку служилых татар, которые получали фамилии по отцу. В отличие от массовых фамилий на -ов, Беликаев не так часто встречается в центральных губерниях России, что указывает на её чёткую региональную привязку.

Однокоренные фамилии — Беликов, Беликовский — имеют уже славянскую основу (от «белый»), и их путать с Беликаевым не стоит: корни разные, и суффикс -аев однозначно отсылает к тюркскому влиянию.