Фамилия Гамадиева — женская форма, а её мужской вариант — Гамадиев. Эта фамилия почти наверняка восходит к тюркскому или арабо-тюркскому имени Гамади, которое, в свою очередь, является диалектной или сокращённой формой от имени Гамза или Гамзат. Имя Гамза (араб. «крепкий», «сильный») широко распространено у народов, исповедующих ислам, особенно у татар, башкир и народов Кавказа. Поэтому географически фамилию Гамадиева с большой вероятностью можно отнести к волго-уральскому региону (Татарстан, Башкортостан) или к Северному Кавказу (Дагестан, Чечня).

Модель образования типична для русской патронимической традиции, адаптированной к иноязычным основам: суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или «и» (Гамади → Гамадиев). Суффикс -ин здесь был бы неуместен, так как он крепится к основам на -а/-я. Таким образом, фамилия буквально означает «потомок (или принадлежащий) Гамади».

Интересная деталь, которая отличает эту фамилию от многих других: она могла возникнуть не напрямую от полного имени, а от усечённой домашней формы. В тюркской среде было принято сокращать длинные арабские имена для повседневного обихода, и Гамади — как раз такой случай. Это говорит о том, что предок носителя фамилии был, скорее всего, простым человеком, в чьей семье имя использовали в бытовом, «домашнем» варианте, который затем закрепился в официальной записи при крещении или переписи.

В написании возможна путаница с фамилией Гамадыева (через «ы»). Если корень происходит от имени Гамада (с твёрдым произношением), то в русской записи могло появиться «ы». Однако форма Гамадиева встречается чаще и считается более литературной, соответствующей имени с мягким окончанием. Сословно предки Гамадиевых, скорее всего, относились к государственным или ясачным крестьянам, либо к служилым татарам, так как фамилии на -ев у тюркских народов массово фиксировались в XVI–XIX веках именно в этих слоях населения.