Фамилия Десенгалиева — редкий случай, когда географический и этнический след прослеживается почти безошибочно. Это женская форма фамилии Десенгалиев, которая образована от мужского личного имени Десенгали. Основа здесь — тюркское имя, скорее всего казахского или ногайского происхождения, где вторая часть «-гали» восходит к арабскому «Гали» (Али) — «высокий», «великий». Первая часть «Десен» может быть вариантом имени «Досан» или «Десен» (в значении «друг», «товарищ»), либо диалектной формой от «Есен» («здоровый», «благополучный»). Составные имена с «-гали» в Поволжье и Приуралье были типичны для XVIII–XIX веков.

Модель образования фамилии — притяжательный суффикс -ев, характерный для русификации тюркских фамилий в Российской империи. Изначально Десенгалиев означало «сын Десенгали». Окончание -а в женской форме указывает на принадлежность к роду (дочь или жена Десенгалиева). Такие фамилии редко встречаются за пределами Астраханской области, Калмыкии и Западного Казахстана — регионов, где исторически смешивались казахские, ногайские и калмыцкие роды.

В отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ев, здесь нет связи с прозвищем или ремеслом — только с личным именем. Носительницы фамилии Десенгалиева, скорее всего, потомки кочевых скотоводов или рыбаков с низовий Волги, принявших оседлость в XIX–XX веках. Поскольку имя Десенгали не было широко распространено, фамилия остаётся локальной и немногочисленной. Встретить её в центральной России — редкость, что делает её своеобразным маркером происхождения из прикаспийских степей.

О сословной принадлежности предков судить сложно: среди тюркских народов фамилии на -ев получали и зажиточные баи, и рядовые общинники, и отставные казаки. Единственное, что можно сказать с уверенностью — фамилия не искусственная (не из семинарского обихода) и не дворянская, а бытовая, возникшая естественным путём в среде мусульманского населения.