Фамилия Биргалиева — женская форма, а её мужской вариант Биргалиев. В основе лежит тюркское составное имя, и разобрать его стоит по частям. Первая часть «бир» в тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) означает «один», «единственный», а также может иметь значение «дай» (повелительная форма глагола). Вторая часть — «гали» (арабское «али», «гали») — «высокий», «великий», «могучий», один из эпитетов Аллаха. Таким образом, имя Биргали (Биргалей) могло означать либо «единственный великий» (как восхваление), либо, что встречается в тюркской антропонимике, просьбу-пожелание: «Дай (мне) великого (сына)». Имена с элементом «бир» (Бирдам, Бирназар) были распространены как обереги или знак исключительности.

Фамилия образована по стандартной русской модели с патронимическим суффиксом -ев (присоединяется к основе на мягкий согласный или [й]). Биргалиев — буквально «сын Биргали». Появление таких фамилий у тюркских народов, особенно у татар и башкир, связано с периодом после присоединения Поволжья к России, когда для учёта населения и несения повинностей требовались наследственные именования по отцу.

Географически фамилия Биргалиева встречается в основном в Татарстане, Башкортостане и в среде казахского населения. В казахском языке имя Биргали (Бірғали) также употребимо, и фамилия могла возникнуть независимо в разных регионах. Несмотря на арабский корень в основе, сама фамилия — явление позднее, не ранее XVIII–XIX веков. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках её можно найти в записях о крещёных татарах, где имя Биргали иногда русифицировали как Биргалей.

Стоит отметить, что в некоторых говорах ударение в фамилии может смещаться: Биргали́ева (от имени Биргали́) или Би́ргалиева (от варианта Би́ргали). Первый вариант встречается чаще и этимологически точнее, так как ударение в исходном имени падает на последний слог.