Фамилия Гамалие, как и её более распространённый вариант Гамалий, имеет украинские корни и относится к числу фамилий, образованных от прозвища. В её основе лежит прозвище Гамалий, которое, скорее всего, восходит к украинскому слову «гамал» — «подзатылок». Так могли прозвать человека с мощной, толстой шеей, и фамилия, таким образом, указывает на внешнюю особенность предка. Это объяснение лежит на поверхности, но есть и другая, менее очевидная версия.

В некоторых южнорусских и украинских говорах слово «гамала» или «гамай» могло означать «неповоротливый, медлительный человек» или, напротив, «силач, здоровяк». Оба значения так или иначе связаны с физической мощью, что делает версию о «подзатылке» наиболее логичной и правдоподобной. Словообразовательная модель проста: к основе «гамал-» добавлен типичный украинский суффикс -ий, который в фамилиях часто выполняет роль притяжательного окончания, отвечая на вопрос «чей?» — то есть «сын Гамалия».

Форма Гамалие, с окончанием -е, встречается реже и может указывать на полонизированное или белорусское влияние, где подобные окончания в фамилиях не редкость. В документах XIX века фамилия фиксируется в Подольской и Киевской губерниях, что подтверждает её украинское происхождение. Процесс закрепления прозвища в качестве наследственного имени был длительным, но к концу XVIII века фамилия уже прочно вошла в обиход. Таким образом, Гамалие — не просто указание на внешность, а живое напоминание о том, как в славянской традиции меткое слово становилось семейным именем.