Фамилия Бисемалиев — одна из тех, где за привычным русским суффиксом -ев скрывается нерусская, тюркская основа. Чтобы понять её происхождение, нужно разобрать имя, лёгшее в основу: Бисемали. Это составное мужское имя, распространённое у казахов, киргизов, отчасти у татар и башкир. Первая часть, «Би» или «Бий», в тюркских языках означает «князь», «господин», «вождь». Вторая часть — «Семали» — это местный фонетический вариант арабского имени «Самали» или «Семали», которое восходит к корню со значением «высокий», «возвышенный», «небесный». Таким образом, имя Бисемали можно перевести как «князь возвышенный» или «господин высокого происхождения». Это типичный для тюркской ономастики композит, где к социальному титулу добавляли имя с положительной характеристикой.

Фамилия образована по русской модели: к основе Бисемали прибавили патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). В среде, где фамилии давали по отцу, Бисемалиев означало «сын Бисемали». Такая модель массово закрепилась у тюркских народов в XIX — начале XX века, когда Российская империя вводила обязательные фамилии для всех сословий. Поэтому носители фамилии — почти исключительно потомки тех, кого в документах записали по имени отца-основателя.

Интересно, что полная форма имени — Бисемали — встречается нечасто. Чаще в тюркской среде использовали его стяжённые варианты: Бисимали, Бисимбай, Семали. Фамилия Бисемалиев, таким образом, сохранила архаичную, полную форму, что делает её своеобразным маркером конкретной родовой линии. Географически фамилия тяготеет к Западному Казахстану, Актюбинской и Атырауской областям, реже встречается у казахов Кыргызстана.

В русском языке фамилия склоняется как обычное притяжательное прилагательное: Бисемалиев, Бисемалиева, Бисемалиеву. Ударение, скорее всего, падает на третий слог — БисемалИев, хотя в устной речи возможны варианты в зависимости от местного диалекта.