Фамилия Галяева образована от мужского имени Галяу, которое имеет арабские корни и восходит к слову «улуу» — «высота». Имя Галяу было особенно распространено среди башкир, и это указывает на вероятную национальную и географическую основу фамилии: её ядро — регионы Урала и Приуралья, где башкирский язык и антропонимика оказали влияние на формирование русских фамилий.

Словообразовательная модель здесь простая и прозрачная: к основе Галя(у) добавили русский патронимический суффикс -ев, который в XVI–XIX веках был стандартным способом превратить имя отца в фамилию потомков. То есть Галяев буквально означает «сын Галяу» или «потомок Галяу». Суффикс -ев, а не -ов, появляется в тех случаях, когда основа заканчивается на мягкий согласный или на -й, что и произошло с именем Галяу (на слух оно звучало как Галяй, Галя).

Процесс закрепления фамилий в разных сословиях шёл неравномерно. У крестьян и мещан фамилии типа Галяевых массово фиксировались только после отмены крепостного права в 1861 году, хотя отдельные случаи встречаются и раньше. Поэтому точное место и время возникновения конкретной ветви Галяевых можно установить только по архивным метрическим книгам или ревизским сказкам.

Стоит заметить, что фамилия не имеет отношения к тюркскому слову «галя» или русскому «галка» — это типичная ошибка при поверхностном взгляде. Версия с арабским корнем «улуу» (высота) и башкирским именем Галяу — основная и наиболее обоснованная в ономастике, её придерживаются исследователи, работающие с урало-поволжским антропонимиконом.

В написании фамилии встречаются варианты Галяев и Галяева (женская форма), реже — Галеев, что связано с особенностями произношения в разных говорах. Но первоначальная форма — именно через «я», так как она точнее передаёт звучание исходного имени.