Фамилия Давлиткиреева — редкий пример сложносоставной фамилии тюркского происхождения, которая почти не встречается в массовых справочниках. Её основа — двусоставное мужское имя Давлеткирей (варианты: Давлетгирей, Давлет-Гирей), которое состоит из двух корней: «давлят» (араб. «государство, богатство, счастье») и «гирей»/«кирей» (тюрк. «сильный, могущественный» или династическое имя крымских ханов). В сочетании имя могло означать «богатство и сила» или «государь, наделённый могуществом».

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединился к основе Давлиткирей-. Суффикс -ин здесь отсутствует, что указывает на вариант адаптации тюркского имени к русской грамматике: фамилии на -ев/-ов чаще давались по мужским именам, оканчивающимся на согласный. Женское окончание -а в фамилии (Давлиткиреева) — это стандартное русское склонение, указывающее на принадлежность женщине, но в исходном виде фамилия мужчины — Давлиткиреев.

Географически фамилия тяготеет к регионам с татарским и башкирским населением, а также к районам, где исторически жили ногайцы или крымские татары. Имя Давлет-Гирей было распространено среди знати Казанского и Крымского ханств, но в форме фамилии оно закрепилось у простых крестьян и мещан, которые получали фамилии по имени отца при переписях XIX — начала XX века. Таким образом, предок носителя фамилии Давлиткиреева мог быть человеком, которого в быту звали Давлеткирей, а его дети стали Давлиткиреевыми.

Фамилия сохранила архаичное произношение: ударение, скорее всего, падает на третий слог (Дав-лит-ки-ре́-ев), хотя в разговорной речи возможны смещения. Написание с двумя «и» (Давлиткиреев, а не Давлеткиреев) — результат упрощения гласных в безударном положении, типичного для русской записи тюркских имён. Это не ошибка, а фиксация живого произношения.