Фамилия Гюлиев — яркий пример азербайджанской и шире — тюркской модели образования фамилий. Её основа — мужское имя Гюли, которое восходит к персидскому слову «гюль» (گل), означающему «цветок», «роза». В тюркских языках, особенно в азербайджанском, это корень стал популярным компонентом имён: Гюльнара, Гюльзар, Гюльмира. Имя Гюли — ласкательная или сокращённая форма от таких сложносоставных имён, где «гюль» символизирует красоту, нежность и цветение.

Суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких согласных) — стандартный русский патронимический суффикс, который при массовом создании фамилий на Кавказе и в Закавказье в XIX–XX веках прикрепляли к местным именам. Таким образом, Гюлиев буквально означает «сын Гюли» или «потомок того, кого звали Гюли». По модели образования фамилия полностью аналогична русским Иванов, Петров, но с иноязычной основой.

В отличие от многих русских фамилий, которые закрепились за крестьянами после отмены крепостного права, фамилии типа Гюлиев часто фиксировались в документах при советской паспортизации 1920–1930-х годов. Тогда людям, у которых не было фамилий, давали их по имени отца. Поэтому предки носителя фамилии Гюлиев, скорее всего, были сельскими жителями Азербайджана или смежных регионов (Дагестан, Грузия, Иранский Азербайджан), а их социальное положение — крестьяне или ремесленники.

Интересная деталь: написание через «ю» — Гюлиев — характерно для русской транскрипции азербайджанского звука [ҝ] (гя), который в оригинале звучит мягче и ближе к «гь». В азербайджанской кириллице фамилия писалась бы как Ҝүлијев, а в латинице — Gülüyev. Редкость фамилии в том, что она не так распространена, как, скажем, Алиев или Мамедов, что указывает на менее частое имя Гюли в качестве отцовского. Поиск по регионам России показывает, что основная масса Гюлиевых сосредоточена в Дагестане, где живёт крупная азербайджанская община, и в крупных городах, куда мигрировали в советское время.