Фамилия Гвагвалия — редкий случай, когда этимологию можно разобрать почти по слогам, но окончательного ответа до сих пор нет. Скорее всего, она сложена из двух грузинских корней: gva («мести») и ghvalo («конский щавель»). Если принять эту версию, то прозвище могло относиться к человеку, который косил или собирал этот сорняк — либо пастуху, чей скот пасся на щавелевых лугах. Однако не исключено, что основатель рода Гвагвалия был просто любителем конского щавеля, и это шутливое прозвище закрепилось за ним и его потомками.

С точки зрения словообразования, фамилия типично грузинская: окончание -ия (в старых записях могло писаться как -иа) указывает на принадлежность к роду или местности. В Грузии такие фамилии особенно распространены в Мегрелии и Гурии, но точных данных о географии бытования именно этой фамилии нет. Сравнение с однокоренными грузинскими фамилиями (например, Гвасалия, Гватуа) подсказывает, что корень гва- мог также означать «бык» или «корова» — тогда Гвагвалия может быть патронимом от прозвища «Бычий» или «Воловый». Но это уже гипотеза, а не устоявшийся факт.

В любом случае, фамилия Гвагвалия — не переделка русского образца, а исконная грузинская конструкция. Её носители, скорее всего, происходят из крестьянской или пастушеской среды, где прозвища часто давали по занятиям или особенностям быта.