Фамилия Хамидгалеев — редкий пример сложения арабского имени с тюркским титулом. Её основа составная: первая часть восходит к арабскому имени Хамид (حامد — «восхваляющий», «прославляющий Бога»), вторая — к тюркскому слову «галей» (от арабско-тюркского гали/галей — «великий», «высокий», «возвышенный», часто входило в состав имён и титулов). Таким образом, Хамидгалеев буквально означает «потомок Хамида-Галея» — человека, носившего двусоставное имя Хамидгалей (Хамид + Галей).

Словообразовательная модель здесь — русский суффикс принадлежности -ев, добавленный к основе имени. Суффикс указывает на патронимическое происхождение: «чей?» — Хамидгалеев, то есть сын или потомок Хамидгалея. Такая модель типична для фамилий, возникших у татар, башкир и других тюркских народов Поволжья и Приуралья в XIX — начале XX века, когда при переписях и паспортизации отчества и прозвища фиксировали в русифицированной форме.

Географически фамилия Хамидгалеев тяготеет к Татарстану и Башкортостану, а также к Оренбургской и Челябинской областям — регионам, где исторически жили татары и башкиры, исповедовавшие ислам и использовавшие арабскую ономастику. Двойные имена типа Хамидгалей были популярны в среде мусульманского духовенства и зажиточных крестьян: они подчёркивали религиозную традицию (первая часть — имя пророка или сахаба) и социальный статус (вторая часть — «высокий», «великий»).

В отличие от фамилий на -ов/-ев, образованных от односложных имён (Хамидов, Галеев), вариант Хамидгалеев встречается значительно реже. Это объясняется тем, что двусоставные личные имена в быту часто сокращали до первой или второй части, и фамилия закреплялась за более короткой формой. Сохранение полной формы говорит о том, что предок носителя был известен именно под полным именем Хамидгалей, возможно, в официальных документах или в среде, где ценилась точность родословной.

С точки зрения словообразования, фамилия не содержит редких суффиксов (суффикс -ев стандартен), но интересна именно своей двухкорневой структурой, характерной для татаро-башкирской антропонимии. Аналогов по модели — множество: Габдулгалеев, Миннигалеев, Хайрулгалеев, но Хамидгалеев выделяется тем, что первая часть (Хамид) — не арабское имя Аллаха, а имя человека, прославляющего Бога, что делает её «человеческой», а не сакральной.