Фамилия Бигильдеев — редкий случай, когда тюркское имя-прозвище перешло в русскую фамилию почти без изменений, лишь с русским патронимическим суффиксом -ев. Основа здесь — составное мужское имя Бигильде (или Бигильда), бытовавшее у татар, башкир и других тюркских народов. Оно образовано от слов «бик» (крепкий, сильный, очень) и «илде» (с родиной, со страной). Буквально — «крепкий родиной», «сильный отчизной». В старину такое имя давали мальчикам с пожеланием стать опорой своему роду и земле.

С точки зрения словообразования, фамилия Бигильдеев стоит в ряду с другими фамилиями на -ев, образованными от тюркских имен: Ахметев, Надыров, Булатов. Суффикс -ев (а не -ов) указывает на то, что исходное имя оканчивалось на мягкий согласный или гласный — в данном случае на -е. В русских документах XVI–XVII веков, когда татарские мурзы и служилые люди переходили на русскую службу и записывались в книги, такие имена нередко русифицировали именно так: прибавляли окончание, делающее фамилию «русской» по форме, но сохраняющее тюркский корень.

Географически фамилия Бигильдеев чаще всего встречается в Поволжье и на Урале — в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Это говорит о том, что предки носителей фамилии, скорее всего, были из служилых татар или башкир, которые в XVII–XIX веках несли сторожевую службу на границах Российского государства или занимались земледелием. Встречаются и более старые записи: в писцовых книгах XVII века упоминаются «Бигильдеевы дети» среди ясачных людей (плативших налог ясак), что указывает на недворянское, но свободное происхождение.

Интересно, что в фамилии сохранилась архаичная форма имени без русского адаптирующего суффикса (как, например, в фамилии Бигильдин, где -ин уже чисто русский). Бигильдеев — более древняя, «сыновья» форма, где -ев добавляется прямо к полному имени, а не к его сокращению. Это делает фамилию ценной для лингвистов: она показывает, как в XV–XVI веках русские писцы фиксировали тюркские имена «как слышали», не перекраивая их под привычные модели.