Фамилия Каялиев — редкий пример, где основа почти наверняка происходит из тюркского языка, а суффикс «-ев» указывает на русскую модель оформления фамилий. Самая вероятная версия: в основе лежит слово «каялы» — в тюркских языках (особенно в казахском, киргизском, башкирском) это прилагательное, образованное от «кая» (скала, утёс) с аффиксом «-лы/-ли», означающее «скалистый», «каменистый» или «живущий у скал». Таким образом, Каялиев — это потомок человека, которого прозвали Каялы: либо по месту жительства (скалистая местность), либо по характерной черте внешности или характера («твёрдый как скала»).

Словообразовательная модель здесь необычна: фамилия построена не напрямую от имени или прозвища, а от уже оформленного тюркского прилагательного с суффиксальным показателем принадлежности. Русский суффикс «-ев» присоединился к основе «Каяли», что говорит о поздней русификации — скорее всего, в XIX–XX веках, когда многие тюркские фамилии адаптировали под русские патронимические шаблоны. Важно, что ударение, скорее всего, падает на второй слог: Кая́лиев (от «кая́лы»), а не на первый.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с арабским именем Каял (редкое имя, встречающееся в некоторых регионах Кавказа и Средней Азии). Тогда суффикс «-иев» мог бы указывать на отчество от этого имени. Однако арабская этимология слабее, потому что имя Каял не распространено, а тюркское «каялы» даёт прозрачную и логичную мотивацию.

Географически фамилия тяготеет к регионам с тюркским населением и русским влиянием: Казахстан, Башкортостан, Татарстан, а также юг России (Ставрополье, Астраханская область). Встречается она редко — в открытых базах данных насчитывается не более нескольких сотен носителей. Это означает, что предки, скорее всего, были крестьянами или казаками, получившими фамилию при переписях или в ходе русификации в XIX веке.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Каялов, Каялин, Каяли — то Каялиев стоит особняком из-за двойного суффикса: тюркского «-лы» и русского «-ев». Это типичный пример того, как язык фиксирует историю: в фамилии сохранился след контакта двух культур.