Фамилия Кальгаев звучит необычно для русского уха, и это подсказка: её корни, скорее всего, не славянские, а тюркские или монгольские. Основа «кальга» в тюркских языках имеет несколько значений, и ономасты обычно связывают её с прозвищем или титулом.

Самая вероятная версия отсылает к слову «калга» (или «калгай») — так в Крымском ханстве и у ногайцев называли наследника престола, второе лицо после хана. «Калга» был военным предводителем, человеком высокого статуса. Если предок носителя фамилии получил такое прозвище, он мог либо быть приближённым к власти, либо, наоборот, получить его иронично — за гордый нрав или желание командовать. В русских источниках это слово фиксировалось как «калга» или «калган», что и дало основу для фамилии.

Менее распространённая, но тоже возможная версия — от тюркского «калга» в значении «оставшийся», «последний» (от глагола «кал-» — оставаться). Так могли назвать младшего сына, запоздалого ребёнка или того, кто остался на месте, когда другие ушли. В этом случае прозвище описывало не социальное положение, а семейную ситуацию.

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилий от иноязычных основ. Сначала возникло прозвище Кальгай (или Кальга), а потом от него сделали отчество-фамилию: «сын Кальгая» — Кальгаев. Написание через «а» в первом слоге (не «Кольгаев») подтверждает, что ударение в исходном слове падало на второй слог: Кальгá.

Географически фамилия встречается в основном в Поволжье, Приуралье и среди астраханских татар — то есть в регионах, где исторически сильны тюркские влияния и где жили ногайцы или казанские татары. Встречаются Кальгаевы и среди башкир, и среди русских, но корень у всех один — тюркское прозвище, которое со временем закрепилось как фамилия.